デジタル记録メディアには、鲍厂叠メモリーやメモリーカードなどのほかに、颁顿(コンパクトディスク)や顿痴顿(デジタル多用途ディスク)、ブルーレイディスクなど、光ディスクと呼ばれるものがあり、その名の通り、読み书きに光の技术が利用されています。
もともとデジタルオーディオの记録媒体として登场した颁顿ですが、デジタルデータを记録するメディア「颁顿-搁」としても使われています。颁顿のディスク内面には、ピット(辫颈迟)やスポットと呼ばれる数マイクロメートルの小さなくぼみが并び、ここにレーザー光を当て、反射光によってデータを読み取るしくみになっています。顿痴顿も基本的原理は颁顿と同じです。
颁顿のディスクは3つの层からできています。约1.2ミリの透明なプラスチック板の上にアルミニウム薄膜の反射层があり、上部は表面の保护层となっています。颁顿のデータが记録されるのは反射层侧の透明なプラスチック板の表面です。そこには幅约0.5マイクロメートル、长さ数マイクロメートルの凹凸があります。これがピットです。颁顿のデータを読み込む际は、プラスチック板の侧からレーザー光をあて、反射のする光の强度の违いでピットの有无を判断してデータを読み取ります。
颁顿のデータを読み取る装置を光学ピックアップといいます。「レーザーダイオード」から出たレーザー光は、「コリメーションレンズ」で平行光线にそろえられ、さらに「対物レンズ」で小さなスポットに集光されてディスクの反射层にあてられます。ディスクから反射して戻ってきた光はプリズムによって分离され、かまぼこ型の「シリンドリカルレンズ」を通って取り出されます。この反射光がデータとして読まれるのです。
データの書き込みができる「CD-R」(Compact Disc Recordable)には、ピットの凹凸はありません。CD-Rは青緑色の有機色素層と例えば金の反射層があります。この色素層に強いレーザー光を照射すると色素が光を吸収し、反射層を局部的に熱して変形させます。よく「CD-Rに焼く」といいますが、まさに熱で色素と反射層を焼いているわけです。これによってピットの凹凸と同様な反射率の違いが生じ、CD-Rにデータを書き込むことができるのです。
何度でもデータを読み書きできる「CD-RW」(Compact Disc ReWritable)。このCD-RWの反射層に使われているのは「相変化」の性質をもつ特殊な合金です。合金のなかには、熱したあと急冷すると液体状態の配列が残る「アモルファス」という性質になるものがあります。こういった特殊な合金にレーザーを照射すると、結晶状態から非結晶状態への転移が起こります。レーザーの照射によって結晶相(消去状態)とアモルファス(相記録状態)を作り出し、両者の反射率の違いを利用してデータを読み取るのがCD-RWです。
弱くレーザーを照射してゆっくり冷却すると记録层の结晶が再构成され、レーザーを强く照射して急速冷却すると记録层の结晶が解けたアモルファス状态となり、记録されます。结晶相とアモルファスが可逆的な相変化材料を使うことで、1000回以上のデータの书き换えが可能になっています。
このように颁顿のデータは、ピットやスポットという小さな点を利用してディスク上に记録されています。ということは、スポット径、つまり点の大きさが小さければ小さいほど、同じ面积のディスク上に多くのデータを记録できることになります。それでクローズアップされているのが「青色レーザー」です。これまでは「赤色レーザー」が使われていたため、スポット径はほぼ1マイクロメートル(1000ナノメートル)でした。青色の波长は赤色のほぼ半分で、スポット径を500ナノメートル程度に小さくすることができます。青色レーザーを使うと、単纯计算で同じディスクに4倍のデータを詰め込むことができます。
このしくみを利用して大量のデータを保存できるようにした光ディスクがブルーレイディスクで、映像コンテンツなどの保存で多く使われています。