Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng điều kiện công nghệ tới chất lượng của đĩa CD r
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.09 MB, 81 trang )
..
NGUYỄN HỒNG LONG
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: KHOA HỌC VẬT LIỆU
VẬT LÝ KỸ THUẬT 2004 – 2006
NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐIỀU KIỆN CÔNG
NGHỆ TỚI CHẤT LƯỢNG CỦA ĐĨA CD-R
NGUYỄN HỒNG LONG
HÀ NỘI 2007
HÀ NỘI 2007
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................. 01
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐĨA QUANG HỌC ................................... 02
1.1.
Giới thiệu chung về đĩa quang – Compact dics.................................... 02
1.2.
Nguyên lý đọc – ghi đĩa quang ............................................................. 11
1.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động đầu đọc/ghi đĩa quang........................... 11
1.2.2. Nguyên lý đọc – ghi thông tin .............................................................. 15
1.3.
Đĩa CD-R .............................................................................................. 17
1.3.1. Tổng quan về đĩa CD-R ........................................................................ 17
1.3.2. Cấu tạo .................................................................................................. 18
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM......................................... 19
2.1.
Công nghệ chế tạo đĩa CD-R ................................................................ 19
2.1.1. Điều kiện cơng nghệ ............................................................................. 19
2.1.2. Quy trình cơng nghệ ............................................................................. 19
2.1.2.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu.................................................................... 21
2.1.2.2. Chế tạo lớp đế..................................................................................... 22
a. Cấu trúc của lớp đế .............................................................................. 22
b. Chế tạo lớp đế ..................................................................................... 23
c. Yêu cầu với lớp đế............................................................................... 24
2.1.2.3. Chế tạo lớp Dye.................................................................................. 24
2.1.2.4. Chế tạo lớp phản xạ............................................................................ 25
2.1.2.5. Chế tạo lớp bảo vệ.............................................................................. 25
2.2.
Hệ đo khảo sát chất lượng đĩa CD-R ................................................. 26
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN .................... 28
3.1.
Khảo sát lớp đế ..................................................................................... 29
a. Kiểm tra thông số độ sâu của rãnh.................................................... 30
b. Kiểm tra thông số độ rộng của rãnh.................................................. 31
c. Kiểm tra độ cong vênh ................................................................... 32
d. Kiểm tra tính lưỡng chiết của đế ..................................................... 34
e. Kiểm tra thông số độ dầy của đĩa..................................................... 36
f. Kiểm tra độ đồng tâm của đĩa .......................................................... 37
3.2.
Khảo sát ảnh hưởng của độ dầy lớp Dye đến chất lượng đĩa CD-R .... 38
a. Trường hợp lớp Dye có độ dầy 0,42mm........................................... 41
Đánh giá độ dầy.......................................................................... 41
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 42
Đánh giá các thông số về điện khác ........................................... 43
b. Trường hợp lớp Dye có bề dầy 0,45mm........................................... 49
Đánh giá độ dầy.......................................................................... 49
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 50
Đánh giá các thông số về điện khác ........................................... 51
c. Trường hợp lớp Dye có bề dầy 0,50mm........................................... 53
Đánh giá độ dầy.......................................................................... 53
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 54
Đánh giá các thông số điện khác ................................................ 55
d. Trường hợp lớp Dye có bề dầy 0,53mm........................................... 56
Đánh gía độ dầy lớp Dye............................................................ 56
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 57
Đánh giá các thông số điện khác ................................................ 58
e. Trường hợp lớp Dye có độ dầy 0,56mm........................................... 59
Đánh giá độ dầy lớp Dye............................................................ 59
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 59
Đánh giá các thông số về điện khác ........................................... 60
f. Kết quả so sánh.................................................................................. 61
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của độ dầy lớp phản xạ đến chất lượng đĩa CD-R. 63
a. Trường hợp lớp phản xạ có độ dầy là 55 µm.................................... 64
Đánh giá thơng số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 64
Đánh giá các thông số điện khác ................................................ 65
b. Trường hợp lớp phản xạ có độ dầy 60 µm ....................................... 66
Đánh giá thơng số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 66
Đánh giá các thông số điện khác. ............................................... 67
c. Trường hợp lớp phản xạ có độ dầy 65 µm........................................ 68
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 68
Đánh giá các thông số về điện khác. .......................................... 69
d. Trường hợp lớp phản xạ có độ dầy 70 µm ....................................... 70
Đánh giá thông số tốc độ và dung lượng ghi.............................. 70
Đánh giá các thông số về điện.................................................... 71
e. Trường hợp lớp phản xạ có độ dầy 75 µm........................................ 72
Đánh giá tốc độ và dung lượng ghi ............................................ 72
Đánh giá các thông số về điện khác ........................................... 72
f. Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ vào độ dầy lớp phản xạ.................. 73
g. Kết quả so sánh ................................................................................. 74
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 77
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-1-
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện ảnh
cũng như của công nghệ thông tin, nhu cầu sử dụng đĩa quang học để lưu trữ
thông tin tăng lên đáng kể.
Đồ án này sẽ giới thiệu về đĩa quang học, tổng quan về sự phát triển cũng
như khả năng ứng dụng của đĩa quang. Đồng thời cũng giới thiệu về cấu tạo,
nguyên lý đọc/ghi dữ liệu trên đĩa quang CD-R (đây là có thể ghi được, và đang
có nhu cầu sử dụng rất lớn, vì đĩa CD-R cho phép người sử dụng lưu trữ thơng tin)
Với mục đích phát triển công nghệ chế tạo đĩa CD-R và nghiên cứu đưa ra
những sản phẩm đĩa CD-R có chất lượng cao với giá thành thấp để phổ biến
rộng khắp tới mọi đối tượng người sử dụng. Việc nghiên cứu các ảnh hưởng của
chất lượng đĩa tới những thông số công nghệ sẽ giúp ta đạt được mục đích trên.
Khảo sát ảnh hưởng độ dầy lớp của Dye, và của lớp phản xạ tới chất
lượng của đĩa để đưa ra được những thông số công nghệ tối ưu cho công nghệ
sản xuất đĩa sẽ là mục tiêu chính của đồ án.
Đồ án được chia làm 3 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐĨA QUANG HỌC
Nội dung chính của chương đề cập tới tổng quan về đĩa quang học,
nguyên lý đọc ghi thông tin trên đĩa và về cấu tạo của đĩa CD-R.
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
Quy trình cơng nghệ chế tạo và phương pháp đo các thông số kỹ thuật cơ
bản của đĩa CD-R được trình bày ở chương này.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của bề dầy lớp Dye và lớp phản xạ
tới chất lượng của đĩa CD-R được trình bày.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-2-
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐĨA QUANG HỌC
1.1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐĨA QUANG – COMPACT DISC
Compact disc (CD) hay còn gọi là đĩa quang được dùng để ghi tín hiệu
số. Đĩa quang được chế tạo trên cơ sở là nhựa Polycarcbonate (PC) và được
đoc/ghi nhờ vào tia laser. Thông tin được ghi dưới dạng các Pit nằm dọc theo
đường rãnh trên toàn bộ mặt phẳng của đĩa. Thông tin từ những Pit này sẽ
được đọc bởi tia laser truyền đi đến bộ phận giải mã. Trong công nghệ chế tạo
người ta phủ lên trên bề mặt của đĩa một lớp phản xạ (bằng nhôm hoặc bạc)
để có thể thu được tín hiệu laser phản hồi từ đĩa.
Bắt đầu từ năm 1979, các hãng Sony và Phillip đã cùng nhau nghiên
cứu và cho ra sản phẩm đĩa CD. Đến năm 1982, đĩa CD bắt đầu có mặt đầu
tiên ở thị trường Châu Á, và tiếp sau đó là thị trường Mỹ và các thị trường
khác.
Đầu tiên sản phẩm đĩa CD được ứng dụng để lưu trữ 16 bài hát của
Nhật, sự kiện này có thể coi là “vụ nổ lớn” “Big Bang” trong giải pháp lưu trữ
và chơi nhạc số. Ngay sau đó đĩa CD đã trở nên phổ biến và thông dụng, dần
dần đánh bại cách lưu trữ truyền thống là ghi từ.
Ban đầu Sony và Phillip dự định tiến hành nghiên cứu sản phảm đĩa
CD dành cho lĩnh vực âm nhạc, sau đó họ phát triển thêm đĩa để lưu trữ dữ
liệu (DATA) và các ứng dụng khác. Tháng 6, năm 1985 họ cho ra đời sản
phẩm đĩa CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory), được dùng chủ
yếu để ghi phần mềm máy tính, games. Về cấu tạo hình học thì khơng có gì
khác biệt so với đĩa CD ban đầu.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-3-
Năm 1990, Sony và Phillip đưa ra sản phẩm mới đó là CD-R (Compact
Disc - Recoredable). Cũng như hai loại đĩa trên, đây là loại đĩa ghi một lần nhưng
đọc thì rất nhiều lần. Nhưng điều khác biệt ở đây là nó là đĩa trắng và người sử
dụng tự ghi thông tin cần thiết. Không như hai loại đĩa trên, thông tin là do nhà
máy ghi lên. Ngay sau đó họ cũng trình làng sản phẩm CD-RW (Compact Disc –
ReWritable), tức là loại đĩa có thể ghi lại nhiều lần. Về kích thước hình học thì hai
loại đĩa này cũng có kích thước giống nhau và giống những loại đĩa trên.
Cấu trúc chung của đĩa CD
Hình 1.1: Cấu tạo nguyên lý của đĩa CD
Để biết được sự giống và khác nhau của các loại đĩa CD, ta hãy xem
trên bảng 1.1.
Bảng 1.1: So sánh các loại đĩa CD
Loại đĩa
CD
CD-ROM
Compact
Read Only
Disc
Memory
OD
120mm
Kích thước Dầy
ID
Đặc tính
Dung lượng
Nguyễn Hồng Long
CD-R
CD-RW
Recordable
ReWritable
120mm
120mm
120mm
1,2mm
1,2mm
1,2mm
1,2mm
15mm
15mm
15mm
15mm
650Mb
650Mb
650Mb
650Mb
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-4-
OD
80mm
80mm
80mm
80mm
Kích thước Dầy
1,2mm
1,2mm
1,2mm
1,2mm
ID
15mm
15mm
15mm
15mm
210Mb
210Mb
210Mb
210Mb
Dung lượng
-Ghi tất cả
-Ghi tất cả
-Dùng để
-Dùng để
ghi nhạc
ghi dư liệu,
tiếng
chủ yếu cho
máy tính
Tính chất
-Do nhà máy -Do nhà máy
ghi hàng
ghi hàng
loạt. Khi sản loạt. Khi sản
xuất ra thì đã xuất ra thì đã
có nội dung.
có nội dung.
các loại dữ
liệu, kể cả
nhạc tiếng
nhạc hình
-Là đĩa trắng
chưa có
thơng tin,
người sử
dụng tự ghi
thơng tin lên
đĩa
các loại dữ
liệu, kể cả
nhạc tiếng
nhạc hình
-Là đĩa trắng
chưa có
thơng tin,
người sử
dụng tự ghi
thơng tin lên
đĩa.
-Có thể xố
đi ghi lại
nhiều lần.
Đĩa CD có thể coi là thế hệ đầu tiên của đĩa quang, sang thế hệ thứ hai là
thế hệ của đĩa DVD (Digital Video Disc). Cũng giống như đĩa CD, đĩa DVD cũng
có hai kích thước khác nhau 120mm và 80mm, nhưng có định dạng khác nhau.
Đĩa DVD cũng được Sony và Phillip phát triển, nhưng thêm vào đó là có sự hỡ trợ
của các hãng tên tuổi khác như Toshiba, Mitshubisi, Thomson, JVC, IBM.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-5-
Cấu trúc chung của đĩa DVD
Hình 1.2: Cấu tạo nguyên lý của đĩa DVD
Các loại đĩa DVD được liệt kê như ở bảng 1.2
Bảng 1.2: So sánh các loại đĩa DVD
Đặc tính
Số
Dung lượng (GB)
Đặc tính
Loại đĩa
lớp-mặt
120mm
80mm
DVD-5
1-1
4,7
1,4
-Là đĩa đã có dữ liệu sẵn khi sản
DVD-9
2-1
9,4
2,8
xuất ra.
DVD-10
1-2
8,5
2,6
-Dùng chủ yếu là để ghi nhạc hình
-Cho chất lượng âm thanh, hình
DVD-18
2-2
17,1
5,2
DVD-R
1-1
4,7
x
-Giống như CD-R, cho phép người
DVD-R DL
2-1
8,5
2,6
sử dụng tự lưu trữ thông tin lên đĩa.
DVD-R DL
2-2
17,1
5,2
Nguyễn Hồng Long
ảnh tốt hơn rất nhiều so với CD
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-6-
DVD+R
1-1
4,7
x
DVD+R DL
2-1
8,5
2,6
DVD+R DL
2-2
17,1
5,2
DVD-RW
1-1
4,7
x
-Người sử dụng có thể ghi, xố và
DVD+RW
1-1
4,7
x
ghi lại nhiều lần.
DVD+RW DL
2-1
8,5
x
So sánh CD và DVD
Hình 1.3: So sánh cấu tạo đĩa CD-ROM và đĩa DVD-ROM
Hình 1.4: So sánh cấu tạo của đĩa CD-R và đĩa DVD-R, +R
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-7-
Hình 1.5: So sánh cấu tạo đĩa CD-RW và đĩa DVD-RAM, -RW, +RW
Hình1.6: Đĩa DVD hai lớp dữ liệu
Hình 1.7: Đĩa DVD chứa dữ liệu ở cả hai mặt
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-8-
Thế hệ thứ ba của đĩa quang học là loại đĩa cho định dạng có độ phân
giải cao (High-Defination). Đó là đĩa Blu-ray (BD) của Sony và đĩa HD-DVD
của Toshiba.
Đĩa Blu-ray do Sony nghiên cứu và phát triển sử dụng tia laser xanh
(λ=405nm) để đọc/ghi dữ liệu lên đia, chính vì thế dung lượng đĩa sẽ lớn hơn
rất nhiều so với đĩa DVD dùng laser đỏ (λ=650nm). Cung giống như đĩa CD
và DVD, đĩa BD cũng có hai loại kích thước khách nhau là 12cm và 8cm,
dung lượng của mỗi loại được liệt kê ở bảng 1.3.
Kích thước
Một lớp Hai lớp
12 cm, một mặt 25 GB
50 GB
8 cm, một mặt 7.8 GB 15.6 GB
Bảng 1.3: Dung lượng của các loại đĩa BD có kích thước khác nhau
HD-DVD (High Defination DVD), do Toshiba đưa ra và phát triển
cơng nghệ này. Đĩa HD-DVD có hai định dạng, một là định dang DVD cơ
bản chính vì vậy ta có thể dùng đầu DVD để đọc loại đĩa này, và định dạng
kia là HD và phải là đầu có hỗ trợ định dạng HD thì mới đọc được.
Nếu ở đĩa Blu-ray, một lớp có dung lượng là 25GB thì ở đĩa HD-DVD
chỉ là 15GB. Bảng 1.4 cho ta biết chi tiết về dung lượng của đĩa HD-DVD
ứng với từng kích thước khác nhau của đĩa.
Nguyễn Hồng Long
Khố VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-9-
Kích thước
Một lớp Hai lớp
12 cm, một mặt 15 GB
30 GB
12 cm, hai mặt 30 GB
60 GB
8 cm, một mặt 4.7 GB 9.4 GB
8 cm, hai mặt 9.4 GB 18.8 GB
Bảng 1.4: Dung lượng của đĩa HD-DVD
Kết quả so sánh về đĩa quang được tổng hợp ở bảng 1.5 và hình 1.8
Đĩa
Bước sóng sử dụng
Dung lượng nhớ trên
một lớp
Dung lượng nhớ trên hai
lớp
Blu-ray
HD DVD
DVD
CD
405 nm
405 nm
650 nm
780nm
25 GB
15 GB
4.7 GB
650Mb
50 GB
30 GB
8.5 GB
-
Bảng 1.5: So sánh về đĩa quang
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-10-
Hình 1.8:Kết quả tổng hợp so sánh các loại đĩa quang
Hình 1.9: Hình dạng rãnh, track của DVD và BD
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
1.2.
-11-
NGUYÊN LÝ ĐỌC – GHI ĐĨA QUANG
1.2.1. CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ĐẦU ĐỌC/GHI
Hình 1.10: Cấu tạo nguyên lý của một hệ thống đọc ghi đĩa quang
Ánh sáng Laser từ nguồn phát được chiếu qua cách tử nhiễu xạ, và tại
đây, từ một nguồn laser đã tách thành 3 nguồn laser, một nguồn chính và 2
nguồn phụ hai bên. Nguồn chính sẽ chiếu thẳng vào tâm của rãnh và được
dùng để đọc/ghi thông tin, hai nguồn phụ được chiếu lên hai bờ của rãnh trên
mặt đĩa để định vị vị trí của đầu laser cho chính xác.
Tia phụ
Nguyễn Hồng Long
Tia chính
Tia phụ
Khố VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-12-
Laser sau khi tách được đi qua lăng kính phân cực, và chỉ cho chùm tia
phân cực dọc đi qua. Sau khi đi qua lăng kính chùm tia sẽ được chỉnh thành
chùm tia song song nhờ đi qua ống chuẩn trực. Chùm tia song song này sẽ
được hội tụ trên mặt đĩa nhờ thấu kính hội tụ.
Sau khi tới đĩa, tia laser sẽ chiếu vào lớp Dye (với đĩa CD-R chưa ghi),
Pit, Land (với đĩa CD-R đã ghi, CD-ROM) rồi tới lớp phản xạ và được phản xạ
trở về lần lượt qua thấu kính, ống chuẩn trực rồi đến lăng kính. Tại lăng kính ba
chùm tia laser này được phản xạ tới đầu thu, sau một số phản xạ thì ba chùm tia
này được chiếu tới 6 đầu thu quang, trong đó 4 đầu thu A, B, C, D, dùng để thu
tín hiệu của chùm tia chính, và hai đầu thu E và F là cho hai chùm tia phụ.
Hình 1.11: Nguyên lý của hệ thống đọc/ghi đĩa quang
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-13-
Hình 1.12: Hoạt động của thấu kính hội tụ
Với nguyên lý như trên, để cho chùm tia laser có thể hội tụ trên mặt đĩa
thì đĩa phải được đặt ở tiêu cự của thấu kính, nhưng do đĩa khi sản xuất ra và
trong quá trình lưu thơng sẽ khơng tránh khỏi bị cong vênh. Chính vì thế
người ta chế tạo cho thấu kính có thể di chuyển dọc theo trục thẳng đứng để
tự điều chỉnh tiêu cự cho hợp lý.
Nguyên lý điều chỉnh được dựa vào kết quả thu được trên đầu thu
quang.
Nếu ở E và F đều thu được lượng quang năng như nhau thì chùm tia đã
đúng track, và cho tín hiệu thu được là tốt nhất.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-14-
Nếu E và F nhận được hai giá trị khác nhau, đầu đọc đang bị lệch so
với rãnh và như thế tín hiệu sẽ kém và có thể khơng đọc được nếu lêch nhiều.
1
2
3
Hình 1.13: Vị trí của tia laser
Vị trí 1: đúng track
Vị trí 2 và 3: không đúng track
Với đầu đọc hiện đại, hỗ trợ có thể xem nhiều loại đĩa khác nhau thì các
đầu thu, phát được bố trí như trên hình 1.14.
Hình 1.14: nguyên lý đầu đọc hỗ trợ đọc nhiều loại đĩa quang
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
1.2.2.
-15-
NGUN LÝ GHI/ĐỌC THƠNG TIN
Hình 1.15: mặt đĩa sau khi ghi
Sau khi ghi thông tin trên mặt đĩa (lớp Dye) sẽ tạo thành các Pit (là
những chỗ bị đốt) và Land (những chỗ không bị đốt, khơng thay đổi).
Khi chiếu tia laser vào thì chỉ những chỗ chuyển tiếp từ Pit sang Land
và ngược lại từ Land sang Pit sẽ cho giá trị 1 còn tất cả các vị trí khác đều cho
giá trị 0. Tín hiệu đã được mã hố và đây khơng phải là dạng mã hoá nhị
phân. Ở đây người ta dùng mã EFM (Eight to Fourteen Modulation), đây là
cách để mã hố tín hiệu dành riêng cho cơng nghệ đĩa quang. EFM cũng dùng
0 và 1 để mã hoá và cũng quy định chiều dài của Pit và Land là không được
nhỏ hơn 3 và lớn hơn 11 module. Khác với mã nhị phân dùng 8bit để mã hố
tín hiệu thì EFM dùng 14 bit để mã hố tín hiệu.
Ví dụ: số 10 nếu dùng mã nhị phân: 0000 1010
nếu dùng EFM
Nguyễn Hồng Long
: 1001 0001 0000 00
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-16-
Số lượng số 0 liền nhau cũng bị giới hạn, lớn hơn hoặc bằng 2 và nhỏ
hơn hoặc bằng 10, vì nó liên quan đến chiều dài Pit.
10 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0
pit
land
pit land
pit
HÌnh 1.16: Ngun tắc mã hố thơng tin trên đĩa qang
Chiều dài ngắn nhất của Land là 3T và dài nhất là 11T, với T là xung
nhịp thời gian đơn vị T = 231,4ns. Khi tia laser chiếu vào với Pit có độ dài 3T
thì tín hiệu laser phản xạ sẽ có cường độ thấp nhất (tần số cao nhất), ngược lại
khi chiếu vào Pit dài nhất 11T thì cường độ sẽ mạnh nhất (tần số sẽ nhỏ nhất).
Hình 1.17: Sự phụ thuộc của cường dộ tín hiệu vào độ dài của Pit
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
1.3.
-17-
ĐĨA CD-R
1.3.1. TỔNG QUAN VỀ ĐĨA CD-R
Đĩa CD-R (Compact Disk Recordable) là đĩa quang có thể ghi dữ liệu.
Kích thước đĩa cũng giống như các loại đĩa khác. Thơng thường thì
dung lượng đĩa khoảng từ 660 – 690Mb, tương ứng với khoảng 77phút.
Nhưng dung lượng dữ liệu mà ta có thể ghi trên đĩa chỉ vào khoảng 650 –
659Mb, phần còn lại là cho vùng lead-out. Bằng cách làm ngắn vùng lead-out
này lại ta có thể tăng được dung lượng ghi lên được một ít nữa nhưng dư liệu
ghi trên vùng này khơng an tồn.
Ngày nay, có một số nhà máy đã sản xuất được loại đĩa CD-R có dung
lượng lớn hơn, lên đến 80phút, và có thể ghi đến 83phút dữ liệu (tương ứng
734Mb DATA, 842Mb AUDIO)
Tất cả các đĩa CD-R, ngay từ ban đầu khi sản xuất ra đều có một phần
định dạng ban đầu (gọi là Pre-Groove). Phần này ghi toàn bộ thơng tin về đĩa
như:
• Dung lượng đĩa.
• Nhà máy sản xuất.
• Loại đĩa (CD-R hay CD-ROM hay DVD-R, …).
• Tốc độ ghi tối đa có thể đạt được.
• Cách thức ghi nên dùng ở mỗi tốc độ ghi khác nhau.
• Thời gian tuyệt đối từ điểm đầu tiên của đĩa.
• Dung lượng.
• Địa chỉ cho vùng lead-out.
Nguyễn Hồng Long
Khố VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-18-
1.3.2. CẤU TẠO
Hình 1.18: Cấu tạo đĩa CD-R
Đĩa CD-R được cấu tạo bởi 4 lớp chính:
• Lớp đế làm bằng nhựa Polycarbonat đồng nhất, tinh khiết.
• Lớp Dye: là hợp chất đặc biệt, đây chính là lớp để ghi thơng tin.
• Lớp phản xạ: là lớp phản xạ ánh sáng. Khi laser chiếu vào lớp này
thì sẽ bị phản xạ trở lại. Nguyên vật liệu sử dụng ở đây là bạc
nguyên chất.
• Lớp bảo vệ: là một loại sơn đặc biệt, được phủ lên bề mặt đĩa để bảo
vệ cho đĩa khỏi các tác động bên ngồi.
• Ngồi 4 lớp chính nêu trên, người ta cịn có thể cho thêm một lớp
nữa đó là lớp nhãn mác. Lớp này có hay khơng cũng khơng ảnh
hưởng nhiều đến chất lượng của đĩa. Chỉ liên quan đến thẩm mỹ
cũng như nội dung được ghi trong đĩa.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-19-
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.1.
CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO
2.1.1. ĐIỀU KIỆN CƠNG NGHỆ
Hệ thống cơng nghệ chế tạo đĩa CD-R được đặt trong điều kiện mơi
trường phịng sạch cấp độ nhỏ hơn hoặc bằng 100.000 (class 100.000), với
điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm tương ứng là: (22±3)0C, và (50±5)%.
Ngoài ra, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm của dây chuyền cịn được kiểm sốt
chặt chẽ và chính xác nhờ máy điều khiển nhiệt độ, độ ẩm. Nhờ thế nhiệt độ
và độ ẩm trong dây chuyền ln chính xác ở điều kiện thiết lập: 200C, 50%.
2.1.2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
Quy trình cơng nghệ chế tạo đĩa CD-R được trình bày ở hình 2.1, và để
giúp hiểu sâu hơn về quy trình cơng nghệ chúng tơi cũng sẽ trình bầy các
bước trong cơng nghệ chế tạo đĩa CD-R.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
-20-
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên tắc cơng nghệ chế tạo đĩa CD-R
Nguyễn Hồng Long
Khố VLKT 2004-2006
Khảo sát chất lượng đĩa CD-R
2.1.2.1.
•
-21-
CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU
Nhựa PC (Polycacbonat): nhựa phải là nhựa sạch, nguyên chất, đồng
nhất. Được sấy khơ ở nhiệt độ 1200C trong vịng 4 tiếng trước khi đưa
vào sử dụng.
•
Dye: dye tồn tại dưới dạng bột, vì vậy cần phải pha chế thành dạng
dung dịch thì khi đó mới đảm bảo cho Dye có thể bám dính cũng như
phân bố đều trên bề mặt đĩa. Lớp Dye là lớp rất quan trọng chính vì vậy
dung dịch Dye phải được pha chế và kiểm soát rất nghiêm nghặt. Pha
chế dung dịch Dye theo công thức:
1. Dung mơi chính: DBE – Dibutylether, độ tinh khiết 99+%
2. Dung môi phụ:
DMH – 2,2-Dimethyl-4 Heptanone, độ tinh
khiết 99+%
3. Tỷ lệ pha chế:
97% DBE : 3% DMH. Tỷ lệ này có thể thay
đổi nhỏ tuỳ vào tình hình thực tế để sao cho đạt được độ dầy lớp
Dye như ý muốn. Nếu tăng DMH thì lượng Dye trong rãnh sẽ
tăng và ngược lại nếu giảm DMH thì lượng Dye trong rãnh sẽ
giảm.
4. Tỷ lệ Dye trong dung dịch là: 30g/L
Dung dịch Dye phải được khuấy đều trong vòng 3 tiếng đồng hồ để
đảm bảo bột Dye được hoà tan hoàn toàn trong dung mơi. Ta có thể
dùng máy khuấy từ để khuâý.
•
Bạc: bạc phải đảm bảo độ tinh khiết đạt 99,99%
•
Sơn UV: là sơn bảo vệ và được sấy khô bằng tia tử ngoại chứ không
phải bằng nhiệt. Sơn phải đảm bảo độ bám dính tốt, khơng có dạng hạt
to, khơng lẫn tạp bẩn.
Nguyễn Hồng Long
Khoá VLKT 2004-2006
