Un disco óptico es un objeto plano, generalmente [nota 1] con forma de disco, que almacena información en forma de variaciones físicas en su superficie que se puede leer con la ayuda de un haz de luz. Los discos ópticos pueden ser reflectantes, donde la fuente de luz y el detector están en el mismo lado del disco, o transmisivos, donde la luz brilla a través del disco para ser detectada en el otro lado.
Los discos ópticos pueden almacenar información analógica (por ejemplo, Laserdisc ), información digital (por ejemplo, DVD ) o almacenar ambas en el mismo disco (por ejemplo, CD Video ).
Sus usos principales son la distribución de medios y datos, y el archivo a largo plazo .
El material de codificación se asienta sobre un sustrato más grueso (normalmente policarbonato ) que constituye la mayor parte del disco y forma una capa de polvo que desenfoca. El patrón de codificación sigue una trayectoria en espiral continua que cubre toda la superficie del disco y se extiende desde la pista más interna hasta la pista más externa.
Los datos se almacenan en el disco con un láser o una máquina de estampado , y se puede acceder a ellos cuando la ruta de datos se ilumina con un diodo láser en una unidad de disco óptico que hace girar el disco a velocidades de aproximadamente 200 a 4000 RPM o más, dependiendo de el tipo de unidad, el formato del disco y la distancia del cabezal de lectura desde el centro del disco (las pistas exteriores se leen a una velocidad de datos más alta debido a velocidades lineales más altas a las mismas velocidades angulares ).
La mayoría de los discos ópticos presentan una iridiscencia característica como resultado de la rejilla de difracción formada por sus ranuras. [1] [2] Esta cara del disco contiene los datos reales y normalmente está recubierta con un material transparente, generalmente laca .
El reverso de un disco óptico suele tener una etiqueta impresa, a veces hecha de papel, pero a menudo impresa o estampada en el propio disco. A diferencia del disquete de 3 1⁄2 pulgadas , la mayoría de los discos ópticos no tienen una carcasa protectora integrada y, por lo tanto, son susceptibles a problemas de transferencia de datos debido a rayones, huellas dactilares y otros problemas ambientales . Los Blu-ray tienen un recubrimiento llamado durabis que mitiga estos problemas.
Los discos ópticos suelen tener entre 7,6 y 30 cm (3,0 y 11,8 pulgadas) de diámetro, siendo 12 cm (4,7 pulgadas) el tamaño más común. La denominada área de programa , que contiene los datos, normalmente comienza a 25 milímetros del punto central. [3] Un disco típico tiene aproximadamente 1,2 mm (0,047 pulgadas) de espesor, mientras que el paso de pista (distancia desde el centro de una pista al centro de la siguiente) varía de 1,6 μm (para CD) a 320 nm (para Blu- discos de rayos ).
Un disco óptico está diseñado para admitir uno de tres tipos de grabación: de sólo lectura (por ejemplo, CD y CD-ROM ), grabable (de escritura única, por ejemplo, CD-R ) o regrabable (por ejemplo, regrabable, por ejemplo, CD-RW ). . Los discos ópticos de una sola escritura suelen tener una capa de grabación de tinte orgánico (también puede ser un tinte azoico ( ftalocianina ) , utilizado principalmente por Verbatim , o un tinte de oxonol, utilizado por Fujifilm [4] ) entre el sustrato y la capa reflectante. Los discos regrabables suelen contener una capa de grabación de aleación compuesta de un material de cambio de fase , normalmente AgInSbTe , una aleación de plata , indio , antimonio y telurio . [5] Los tintes azoicos se introdujeron en 1996 y la ftalocianina no comenzó a tener un uso generalizado hasta 2002. El tipo de tinte y el material utilizado en la capa reflectante de un disco óptico se pueden determinar haciendo brillar una luz a través del disco, ya que diferentes tintes y las combinaciones de materiales tienen diferentes colores.
Los discos grabables Blu-ray Disc no suelen utilizar una capa de grabación de tinte orgánico, sino una capa de grabación inorgánica. Los que lo hacen se conocen como discos de bajo a alto (LTH) y pueden fabricarse en líneas de producción de CD y DVD existentes, pero son de menor calidad que los discos grabables Blu-ray tradicionales.
Los discos ópticos a menudo se almacenan en estuches especiales, a veces llamados estuches, y se usan más comúnmente para preservación digital , almacenamiento de música (por ejemplo, para usar en un reproductor de CD ), video (por ejemplo, para usar en un reproductor de Blu-ray ) o datos y programas. para computadoras personales (PC), así como la distribución de datos impresos fuera de línea debido a precios unitarios más bajos que otros tipos de medios. La Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico (OSTA) promovió formatos de almacenamiento óptico estandarizados .
Las bibliotecas y archivos implementan procedimientos de preservación de medios ópticos para garantizar la usabilidad continua en la unidad de disco óptico de la computadora o en el reproductor de disco correspondiente.
Las operaciones de archivos de dispositivos de almacenamiento masivo tradicionales , como unidades flash , tarjetas de memoria y discos duros, se pueden simular utilizando un sistema de archivos en vivo UDF .
Para la copia de seguridad de datos informáticos y la transferencia física de datos, los discos ópticos como CD y DVD se están reemplazando gradualmente por dispositivos de estado sólido más pequeños y más rápidos, especialmente la unidad flash USB . [6] [ cita necesaria ] Se espera que esta tendencia continúe a medida que las unidades flash USB continúen aumentando en capacidad y bajando de precio. [ cita necesaria ]
Además, la música, películas, juegos, software y programas de televisión comprados, compartidos o transmitidos por Internet han reducido significativamente la cantidad de CD de audio, DVD de video y discos Blu-ray vendidos anualmente. Sin embargo, algunos todavía prefieren y compran los CD de audio y Blu-ray, como una forma de apoyar sus obras favoritas y obtener algo tangible a cambio y también porque los CD de audio (junto con los discos de vinilo y las cintas de casete ) contienen audio sin comprimir sin los artefactos introducidos. mediante algoritmos de compresión con pérdida como MP3 y Blu-ray ofrecen una mejor calidad de imagen y sonido que los medios de transmisión, sin artefactos de compresión visibles, debido a tasas de bits más altas y más espacio de almacenamiento disponible. [7] Sin embargo, a veces los Blu-rays se pueden descargar a través de Internet, pero la descarga de torrents puede no ser una opción para algunos, debido a las restricciones impuestas por los ISP por motivos legales o de derechos de autor, bajas velocidades de descarga o no tener suficiente espacio de almacenamiento disponible. , ya que el contenido puede pesar hasta varias decenas de gigabytes. Los Blu-ray pueden ser la única opción para quienes buscan jugar juegos grandes sin tener que descargarlos a través de una conexión a Internet lenta o poco confiable, razón por la cual todavía (a partir de 2020) se usan ampliamente en consolas de juegos, como la PlayStation. 4 y Xbox One X. A partir de 2020, es inusual que los juegos de PC estén disponibles en formato físico como Blu-ray.
Los discos no deben tener pegatinas y no deben almacenarse junto con papel; Los papeles deben retirarse del estuche antes de guardarlos. Los discos deben manipularse por los bordes para evitar rayones, con el pulgar en el borde interior del disco. La norma ISO 18938:2008 trata sobre las mejores técnicas de manipulación de discos ópticos. La limpieza del disco óptico nunca debe realizarse siguiendo un patrón circular, para evitar que se formen círculos concéntricos en el disco. Una limpieza inadecuada puede rayar el disco. Los discos grabables no deben exponerse a la luz durante períodos prolongados. Los discos ópticos deben almacenarse en condiciones secas y frescas para aumentar su longevidad, con temperaturas entre -10 y 23 °C, sin exceder nunca los 32 °C, y con una humedad que nunca baje del 10%, recomendándose un almacenamiento entre un 20 y un 50% de humedad sin fluctuaciones superiores al ±10%.
Aunque los discos ópticos son más duraderos que los formatos audiovisuales y de almacenamiento de datos anteriores, son susceptibles a sufrir daños ambientales y de uso diario si se manipulan incorrectamente.
Los discos ópticos no son propensos a fallas catastróficas incontrolables , como choques de cabezales , sobrecargas de energía o exposición al agua, como las unidades de disco duro y el almacenamiento flash , ya que los controladores de almacenamiento de las unidades ópticas no están vinculados a los discos ópticos como ocurre con las unidades de disco duro y la memoria flash. controladores , y un disco generalmente se puede recuperar de una unidad óptica defectuosa empujando una aguja poco afilada en el orificio de expulsión de emergencia, y no tiene un punto de entrada inmediata de agua ni circuitos integrados.
Como solo se accede al medio a través de un rayo láser, sin circuitos de control internos, no puede contener hardware malicioso como los llamados patitos de goma o asesinos de USB .
El malware no puede propagarse a través de medios impresos de fábrica, medios finalizados o tipos de unidades -ROM ( memoria de solo lectura ) cuyos láseres carecen de la potencia para escribir datos. El malware se programa convencionalmente para detectar y propagarse a través de dispositivos de almacenamiento masivo tradicionales , como unidades flash , unidades de estado sólido externas y unidades de disco duro . [8]
El primer uso histórico registrado de un disco óptico fue en 1884 cuando Alexander Graham Bell , Chichester Bell y Charles Sumner Tainter grabaron sonido en un disco de vidrio utilizando un haz de luz. [9]
Optophonie es un ejemplo muy temprano (1931) de un dispositivo de grabación que utiliza luz para grabar y reproducir señales de sonido en una fotografía transparente. [10]
En 1935 existía uno de los primeros sistemas de discos ópticos analógicos, utilizado en el órgano de muestreo Lichttonorgel de Welte . [11]
David Paul Gregg inventó uno de los primeros discos ópticos analógicos utilizados para la grabación de vídeo en 1958 [12] y lo patentó en los EE. UU. en 1961 y 1969. Esta forma de disco óptico fue una de las primeras formas del DVD ( patente estadounidense 3.430.966 ). Es de especial interés que la patente estadounidense 4.893.297 , presentada en 1989 y emitida en 1990, generó ingresos por regalías para DVA de Pioneer Corporation hasta 2007, que entonces abarcaba los sistemas CD, DVD y Blu-ray. A principios de la década de 1960, Music Corporation of America compró las patentes de Gregg y su empresa, Gauss Electrophysics.
Al inventor estadounidense James T. Russell se le atribuye la invención del primer sistema para registrar una señal digital en una lámina óptica transparente que está iluminada desde atrás por una lámpara halógena de alta potencia. La solicitud de patente de Russell se presentó por primera vez en 1966 y se le concedió una patente en 1970. Tras un litigio, Sony y Philips licenciaron las patentes de Russell (entonces propiedad de una empresa canadiense, Optical Recording Corp.) en la década de 1980. [13] [14] [15]
Tanto el disco de Gregg como el de Russell son soportes flexibles leídos en modo transparente, lo que impone serios inconvenientes. En los Países Bajos , en 1969, el físico de Philips Research , Pieter Kramer, inventó un videodisco óptico en modo reflectante con una capa protectora leída por un rayo láser enfocado . Patente estadounidense 5.068.846 , presentada en 1972 y expedida en 1991. El formato físico de Kramer se utiliza en todos los discos ópticos. En 1975, Philips y MCA comenzaron a trabajar juntos y en 1978, demasiado tarde comercialmente, presentaron su tan esperado Laserdisc en Atlanta . MCA entregó los discos y Philips los reproductores. Sin embargo, la presentación fue un fracaso comercial y la cooperación terminó.
En Japón y Estados Unidos, Pioneer triunfó con el Laserdisc hasta la llegada del DVD. En 1979, Philips y Sony , en consorcio, desarrollaron con éxito el disco compacto de audio .
En 1979, Exxon STAR Systems en Pasadena, CA, construyó una unidad WORM controlada por computadora que utilizaba capas delgadas de telurio y selenio en un disco de vidrio de 12" de diámetro. El sistema de grabación utilizaba luz azul a 457 nm para grabar y luz roja a 632,8 nm. para leer. STAR Systems fue comprada por Storage Technology Corporation (STC) en 1981 y trasladada a Boulder, CO. El desarrollo de la tecnología WORM continuó utilizando sustratos de aluminio de 14" de diámetro. Las pruebas beta de las unidades de disco, originalmente denominadas Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), tuvieron sólo un éxito moderado. Muchos de los discos se enviaron a los Laboratorios RCA (ahora Centro de Investigación David Sarnoff) para ser utilizados en los esfuerzos de archivo de la Biblioteca del Congreso. Los discos STC utilizaban un cartucho sellado con una ventana óptica para protección ( patente estadounidense 4.542.495) .
El formato CD-ROM fue desarrollado por Sony y Philips , introducido en 1984, como una extensión del Compact Disc Digital Audio y adaptado para contener cualquier forma de datos digitales. El mismo año, Sony demostró un formato de almacenamiento de datos LaserDisc , con una capacidad de datos mayor de 3,28 GB. [dieciséis]
A finales de los 80 y principios de los 90, Optex, Inc. de Rockville, MD, construyó un sistema de disco de vídeo digital óptico borrable, patente estadounidense 5.113.387 , utilizando medios ópticos de captura de electrones (ETOM), patente estadounidense 5.128.849 . Aunque esta tecnología apareció en el número de diciembre de 1994 de la revista Video Pro prometiendo "la muerte de la cinta", nunca se comercializó.
A mediados de los años 1990, un consorcio de fabricantes (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) desarrolló la segunda generación del disco óptico, el DVD . [17]
Los discos magnéticos encontraron aplicaciones limitadas para almacenar datos en grandes cantidades. Entonces, era necesario encontrar más técnicas de almacenamiento de datos. Como resultado, se descubrió que mediante el uso de medios ópticos se pueden fabricar grandes dispositivos de almacenamiento de datos que a su vez dieron origen a los discos ópticos. La primera aplicación de este tipo fue el disco compacto (CD), que se utilizó en sistemas de audio.
Sony y Philips desarrollaron la primera generación de CD a mediados de los años 1980 con las especificaciones completas para estos dispositivos. Con la ayuda de este tipo de tecnología se aprovechó a un gran nivel la posibilidad de representar la señal analógica en señal digital. Para ello, se tomaron muestras de 16 bits de la señal analógica a una velocidad de 44.100 muestras por segundo . Esta frecuencia de muestreo se basó en la frecuencia de Nyquist de 40.000 muestras por segundo necesarias para capturar el rango de frecuencia audible hasta 20 kHz sin aliasing, con una tolerancia adicional para permitir el uso de prefiltros de audio analógicos imperfectos para eliminar cualquier nivel superior. frecuencias. [18] La primera versión del estándar permitía hasta 75 minutos de música, lo que requería 650 MB de almacenamiento.
El disco DVD apareció después de que el CD-ROM se generalizara en la sociedad.
El disco óptico de tercera generación se desarrolló entre 2000 y 2006 y se introdujo como Blu-ray Disc. Las primeras películas en discos Blu-ray se estrenaron en junio de 2006. [19] Blu-ray finalmente prevaleció en una guerra de formatos de discos ópticos de alta definición sobre un formato competidor, el HD DVD . Un disco Blu-ray estándar puede contener unos 25 GB de datos, un DVD unos 4,7 GB y un CD unos 700 MB.
Desde el principio, los discos ópticos se utilizaron para almacenar vídeo analógico con calidad de transmisión y, más tarde, medios digitales como música o software de computadora. El formato LaserDisc almacenaba señales de vídeo analógicas para la distribución de vídeo doméstico , pero perdió comercialmente frente al formato de videocasete VHS , debido principalmente a su alto coste y su no regrababilidad; Otros formatos de disco de primera generación fueron diseñados únicamente para almacenar datos digitales e inicialmente no podían usarse como medio de video digital .
La mayoría de los dispositivos de disco de primera generación tenían un cabezal de lectura láser infrarrojo. El tamaño mínimo del punto láser es proporcional a la longitud de onda del láser, por lo que la longitud de onda es un factor limitante sobre la cantidad de información que se puede almacenar en un área física determinada del disco. El rango infrarrojo está más allá del extremo de longitud de onda larga del espectro de luz visible, por lo que admite menos densidad que la luz visible de longitud de onda más corta. Un ejemplo de capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad, lograda con un láser infrarrojo, son 700 MB de datos netos de usuario para un disco compacto de 12 cm.
Otros factores que afectan la densidad de almacenamiento de datos incluyen: la existencia de múltiples capas de datos en el disco, el método de rotación ( velocidad lineal constante (CLV), velocidad angular constante (CAV) o CAV zonificada), la composición de las tierras y hoyos, y el margen que no se utiliza está en el centro y el borde del disco.
Los discos ópticos de segunda generación estaban destinados a almacenar grandes cantidades de datos, incluido vídeo digital con calidad de transmisión. Estos discos suelen leerse con un láser de luz visible (normalmente rojo); la longitud de onda más corta y la mayor apertura numérica [20] permiten un haz de luz más estrecho, lo que permite hoyos y aterrizajes más pequeños en el disco. En el formato DVD, esto permite un almacenamiento de 4,7 GB en un disco estándar de una sola capa, de una cara y de 12 cm; alternativamente, los medios más pequeños, como el formato DataPlay , pueden tener una capacidad comparable a la del disco compacto estándar más grande de 12 cm. [21]
Los discos ópticos de tercera generación se utilizan para distribuir videos y videojuegos de alta definición y admiten mayores capacidades de almacenamiento de datos, logradas con láseres de luz visible de longitud de onda corta y mayores aperturas numéricas. Blu-ray Disc y HD DVD utilizan láseres azul-violeta y ópticas de enfoque de mayor apertura, para su uso con discos con hoyos y resaltes más pequeños, con lo que se obtiene una mayor capacidad de almacenamiento de datos por capa. [20] En la práctica, la capacidad efectiva de presentación multimedia se mejora con códecs de compresión de datos de vídeo mejorados como H.264/MPEG-4 AVC y VC-1 .
Anunciado pero no publicado:
Los siguientes formatos van más allá de los discos actuales de tercera generación y tienen el potencial de contener más de un terabyte (1 TB ) de datos y al menos algunos están destinados al almacenamiento de datos en frío en centros de datos : [25] [ dudoso ]
Anunciado pero no publicado:
En 2004, comenzó el desarrollo del Disco Versátil Holográfico (HVD), que prometía el almacenamiento de varios terabytes de datos por disco. Sin embargo, el desarrollo se estancó hacia finales de la década de 2000 debido a la falta de financiación.
En 2006, se informó que investigadores japoneses habían desarrollado láseres de rayos ultravioleta con una longitud de onda de 210 nanómetros, lo que permitiría una mayor densidad de bits que los discos Blu-ray. [26] A partir de 2022, no se han informado actualizaciones sobre ese proyecto.
Folio Photonics planea lanzar discos de alta capacidad en 2024 con un costo de 5 dólares por TB, con una hoja de ruta de 1 dólar por TB, utilizando un 80% menos de energía que el HDD . [27]
Existen numerosos formatos de dispositivos ópticos de grabación directa en disco en el mercado, todos los cuales se basan en el uso de un láser para cambiar la reflectividad del medio de grabación digital con el fin de duplicar los efectos de los hoyos y terrenos creados cuando se utiliza un disco óptico comercial. se presiona. Los formatos como CD-R y DVD-R son " Escribir una vez, leer muchas " o escribir una sola vez, mientras que CD-RW y DVD-RW son regrabables, más parecidos a una unidad de disco duro de grabación magnética (HDD).
Las tecnologías de medios varían; por ejemplo, los medios M-DISC utilizan una capa similar a una roca para retener los datos durante más tiempo que los medios grabables convencionales. Si bien son compatibles de solo lectura con las unidades de DVD y Blu-ray existentes, los medios M-DISC solo se pueden escribir utilizando un láser más potente diseñado específicamente para este propósito, que está integrado en menos modelos de unidades ópticas.
Los medios ópticos se pueden escanear de forma predictiva en busca de errores y deterioro del medio mucho antes de que los datos se vuelvan ilegibles. [29] Los formatos ópticos incluyen cierta redundancia para la corrección de errores , que funciona hasta que la cantidad de error excede un umbral. Una tasa más alta de errores puede indicar medios deteriorados y/o de baja calidad, daños físicos, una superficie sucia y/o medios escritos con una unidad óptica defectuosa.
El escaneo preciso de errores requiere acceso a la lectura sin procesar y sin corregir de un disco, que no siempre es proporcionada por una unidad. Como resultado, la compatibilidad con esta funcionalidad varía según el fabricante y el modelo de la unidad óptica. En unidades normales sin esta funcionalidad, aún es posible buscar una reducción inesperada en la velocidad de lectura como medida indirecta y mucho menos confiable. [30]
El software de escaneo de errores incluye Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (anteriormente "CD speed 2000" ) y DVD info Pro para Windows , y QPxTool para multiplataforma .
Hay diferentes tipos de mediciones de errores, incluidos los llamados errores "C1" , " C2 " y "CU" en los CD , y "errores PI/PO (paridad interna/externa)" y los más críticos "fallos PI/PO". en DVD . Las mediciones de error más finas en CD compatibles con muy pocas unidades ópticas se denominan E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .
"CU" y "POF" representan errores incorregibles en los CD y DVD de datos respectivamente, por lo que se pierden datos y pueden ser el resultado de demasiados errores menores consecutivos. [31]
Debido a la corrección de errores más débil utilizada en los CD de audio ( estándar del Libro Rojo ) y en los CD de vídeo ( estándar del Libro Blanco ), los errores C2 ya provocan la pérdida de datos. Sin embargo, incluso en el caso de errores C2, el daño es hasta cierto punto inaudible.
Los discos Blu-ray utilizan los parámetros de error denominados LDC ( códigos de larga distancia ) y BIS ( subcódigos de indicación de ráfaga ). Según el desarrollador del software Opti Drive Control , un disco se puede considerar en buen estado con una tasa de error LDC inferior a 13 y una tasa de error BIS inferior a 15. [32]
Los discos ópticos se fabrican mediante replicación. Este proceso se puede utilizar con todos los tipos de discos. Los discos grabables tienen información vital pregrabada, como fabricante, tipo de disco, velocidades máximas de lectura y escritura, etc. En la replicación, es necesaria una sala limpia con luz amarilla para proteger el fotoprotector sensible a la luz y evitar que el polvo dañe los datos del desct.
En la replicación se utiliza un maestro de vidrio. El máster se coloca en una máquina que lo limpia al máximo mediante un cepillo giratorio y agua desionizada, preparándolo para el siguiente paso. En el siguiente paso, un analizador de superficies inspecciona la limpieza del máster antes de aplicarle el fotoprotector.
Luego, el fotorresistente se cuece en un horno para solidificarlo. Luego, en el proceso de exposición, el máster se coloca en un plato giratorio donde un láser expone selectivamente la resistencia a la luz. Al mismo tiempo, se aplica un revelador y agua desionizada al disco para eliminar la capa protectora expuesta. Este proceso forma los hoyos y terrenos que representan los datos en el disco.
Luego se aplica una fina capa de metal al máster, creando un negativo del máster con los hoyos y los relieves en él. Luego se retira el negativo del máster y se recubre con una fina capa de plástico. El plástico protege el recubrimiento mientras una punzonadora perfora un agujero en el centro del disco y perfora el exceso de material.
El negativo es ahora un estampador, una parte del molde que se utilizará para la replicación. Se coloca en un lado del molde con el lado de datos que contiene los hoyos y las tierras hacia afuera. Esto se hace dentro de una máquina de moldeo por inyección. Luego la máquina cierra el molde e inyecta policarbonato en la cavidad formada por las paredes del molde, que forma o moldea el disco con los datos.
El policarbonato fundido rellena los huecos o espacios entre las tierras del negativo, adquiriendo su forma al solidificarse. Este paso es algo similar a presionar un disco .
El disco de policarbonato se enfría rápidamente y se retira inmediatamente de la máquina, antes de formar otro disco. Luego, el disco se metaliza y se cubre con una fina capa reflectante de aluminio. El aluminio llena el espacio que alguna vez ocupó el negativo.
Luego se aplica una capa de barniz para proteger el revestimiento de aluminio y proporcionar una superficie adecuada para la impresión. El barniz se aplica cerca del centro del disco y el disco se hace girar, distribuyendo uniformemente el barniz sobre la superficie del disco. El barniz se endurece con luz ultravioleta. Luego, los discos se serigrafian o se les aplica una etiqueta. [33] [34] [35]
Los discos grabables añaden una capa de tinte y los discos regrabables añaden en su lugar una capa de aleación de cambio de fase, que está protegida por capas dieléctricas (eléctricamente aislantes) superior e inferior. Las capas pueden ser pulverizadas. La capa adicional se encuentra entre las ranuras y la capa reflectante del disco. Los surcos se crean en discos grabables en lugar de los hoyos y relieves tradicionales que se encuentran en los discos replicados, y los dos se pueden hacer en el mismo proceso de exposición. [36] [37] [38] [39] [40] En los DVD se realizan los mismos procesos que en los CD, pero en un disco más delgado. Luego, el disco más delgado se une a un segundo disco, igualmente delgado pero en blanco, utilizando un adhesivo líquido ópticamente transparente curable con UV , formando un disco DVD. [41] [4] [42] [43] Esto deja los datos en el medio del disco, lo cual es necesario para que los DVD alcancen su capacidad de almacenamiento. En los discos multicapa, se utilizan revestimientos semirreflectantes en lugar de reflectantes para todas las capas excepto la última capa, que es la más profunda y utiliza un revestimiento reflectante tradicional. [44] [45] [46]
Los DVD de doble capa se fabrican de forma ligeramente diferente. Después de la metalización (con una capa de metal más delgada para permitir el paso de algo de luz), se aplican y precuran resinas de transferencia de base y de picadura en el centro del disco. Luego, el disco se presiona nuevamente con un estampador diferente y las resinas se curan completamente con luz ultravioleta antes de separarlas del estampador. Luego, el disco recibe otra capa de metalización más gruesa y luego se une al disco en blanco utilizando pegamento LOCA. Los discos DVD-R DL y DVD+R DL reciben una capa de tinte después del curado, pero antes de la metalización. Los discos CD-R, DVD-R y DVD+R reciben la capa de tinte después del prensado pero antes de la metalización. CD-RW, DVD-RW y DVD+RW reciben una capa de aleación metálica intercalada entre 2 capas dieléctricas. HD-DVD se fabrica de la misma forma que el DVD. En los medios grabables y regrabables, la mayor parte del estampado se compone de surcos, no de hoyos y resaltes. Las ranuras contienen una frecuencia de oscilación que se utiliza para localizar la posición del láser de lectura o escritura en el disco. En su lugar, los DVD utilizan pre-pits, con una oscilación de frecuencia constante. [37]
Los discos Blu-ray HTL ( tipo de mayor a menor ) se fabrican de manera diferente. En primer lugar, se utiliza una oblea de silicio en lugar de un patrón de vidrio. [47] La oblea se procesa del mismo modo que lo haría un maestro vidriero.
Luego, la oblea se galvaniza para formar un estampador de níquel de 300 micrones de espesor, que se retira de la oblea. El estampador se monta sobre un molde dentro de una prensa o estampadora.
Los discos de policarbonato están moldeados de forma similar a los discos DVD y CD. Si los discos que se producen son BD-R o BD-RE, el molde está equipado con un estampador que estampa un patrón de ranura en los discos, en lugar de los hoyos y tierras que se encuentran en los discos BD-ROM.
Después del enfriamiento, se aplica al disco una capa de aleación de plata de 35 nanómetros de espesor mediante pulverización catódica . [48] [49] [50] Luego, la segunda capa se realiza aplicando resinas de transferencia de base y de fosa al disco, y se precuran en su centro.
Después de la aplicación y el precurado, el disco se presiona o se estampa usando un estampador y las resinas se curan inmediatamente usando luz ultravioleta intensa, antes de que el disco se separe del estampador. El sello contiene los datos que se transferirán al disco. Este proceso se conoce como estampado y es el paso que graba los datos en el disco, reemplazando el proceso de prensado usado en la primera capa, y también se usa para discos DVD multicapa.
Luego, se pulveriza una capa de aleación de plata de 30 nanómetros de espesor sobre el disco y el proceso se repite tantas veces como sea necesario. Cada repetición crea una nueva capa de datos. (Las resinas se aplican nuevamente, se curan previamente, se estampan (con datos o ranuras) y se curan, se pulveriza la aleación de plata, etc.)
Los discos BD-R y BD-RE reciben (mediante pulverización catódica) una aleación metálica (capa de grabación) (que está intercalada entre dos capas dieléctricas, también pulverizadas, en BD-RE), antes de recibir la metalización de 30 nanómetros (aleación de plata, aluminio o oro), que se pulveriza. Alternativamente, la aleación de plata se puede aplicar antes de aplicar la capa de grabación. Las aleaciones de plata se suelen utilizar en Blu-ray y el aluminio en CD y DVD. El oro se utiliza en algunos CD y DVD de "archivo", ya que es químicamente más inerte y resistente a la corrosión que el aluminio, que se corroe formando óxido de aluminio , que se puede ver en la pudrición del disco como parches o puntos transparentes en el disco, que impiden la impide que el disco sea leído, ya que la luz láser pasa a través del disco en lugar de reflejarse nuevamente en el conjunto del captador láser para ser leído. Normalmente el aluminio no se corroe ya que tiene una fina capa de óxido que se forma al contacto con el oxígeno. En este caso puede corroerse debido a su delgadez.
Luego, se aplica la capa de cobertura de 98 micrones de espesor usando un adhesivo líquido ópticamente transparente curable por UV, y también se aplica y cura una capa dura de 2 micrones de espesor (como Durabis ) usando luz UV. En el último paso, se aplica una capa de barrera de nitruro de silicio de 10 nanómetros de espesor al lado de la etiqueta del disco para protegerlo contra la humedad. [38] [48] [51] [52] Los Blu-ray tienen sus datos muy cerca de la superficie de lectura del disco, lo cual es necesario para que los Blu-ray alcancen su capacidad.
Los discos en grandes cantidades se pueden replicar o duplicar. En la replicación, el proceso explicado anteriormente se utiliza para crear los discos, mientras que en la duplicación, los discos CD-R, DVD-R o BD-R se graban y finalizan para evitar más grabaciones y permitir una mayor compatibilidad. [53] (Ver Creación de discos ópticos ). El equipo también es diferente: la replicación se lleva a cabo mediante maquinaria totalmente automatizada cuyo costo es de cientos de miles de dólares estadounidenses en el mercado usado, [54] mientras que la duplicación se puede automatizar (utilizando lo que se conoce como un cargador automático [55 ] ) o hacerse a mano, y sólo requiere una pequeña duplicadora de mesa. [56]
En los instrumentos más recientes, los itmbres han sido "muestras" (grabadas digitalmente) de órganos de tubos existentes o resintetizados a partir de muestras. (Esta tecnología fue anticipada por los osciladores electromecánicos durante la década de 1930, en lo que retrospectivamente puede describirse como "muestreo analógico"; los ejemplos incluyeron el fotoeléctrico LichttonOrgel y el electrostático Compton Electrone, los cuales presentaban formas de onda derivadas de conocidos órganos de tubos).
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