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CD-R可记录光盘结构与分类
2008-6-27

    根据记录层染料的不同,CD-R光盘目前可分为金盘、绿盘、蓝盘三种。其区别是分别使用了花菁、酞花青和金属化偶氮化合物三种不同颜色的有机染料,从而使CD-R光盘呈现出绿、金、蓝三种不同的颜色。

一、绿盘


    绿盘是最早开发生产出的CD-R光盘,采用了日本Taiyo Yuden公司发明的花菁染料。由于花菁染料的颜色为青蓝色,因此与24K金反射层的金色混合之后,就会使CD-R光盘的记录面呈现绿色。由于CD-R标准橙皮书(Part Ⅱ)是基于花菁染料的记录灵敏度、记录值和反射率等记录特性制定出的,而且所有的CD-R刻录机均按照橙皮书规格进行设计生产,因此绿盘对各种型号的CD-R刻录机的兼容性较强。绿盘使用的花菁染料记录灵敏度很高,各种CD-R刻录机都能在记录层快速形成信息凹坑。其兼容性高,适合于大部分非光驱和刻录机,但由于其灵敏性强,在强光或较高温度的条件下绿盘的花菁染料会发生物理化学变化,而变化后其盘中的内容就与先前的有很多不同,成了一张废盘。为了降低绿盘对强光的敏感性,一些CD-R厂家在花菁染料中加入部分不易感光的材料,使其颜色变淡和金盘接近,故这种CD-R光盘也被称为金绿盘。

二、金盘


    针对花菁染料对强光敏感的缺点,又开发出酞菁染料。酞菁染料本身呈淡黄色,与反射层的金色混合后,使CD-R光盘的记录面呈黄金色,因此使用金反射层的酞菁染料CD-R光盘被称为金盘。为了成本,许多CD-R盘使用银反射层,使酞菁染料的淡黄色与反射层的银色混合后,使记录面呈白金色,因此这种CD-R盘被称为白金盘,其实白金盘和黄金盘一样,都被列入金盘一类。对于金盘的染料与绿盘使用的染料花菁在性能上相比,金盘的染料具有较高的稳定性,对室内和室外强光均不敏感。清华同方生产的CD-R盘片在80℃的高温、85%的相对湿度实验室条件下,用强光对CD-R金盘照射了1000小时,然后再对CD-R金盘进行刻录,并检查刻录数据的块误码率BLER(Block Error Rate)。实验结果表明,刻录数据的块误码率BLER小于CD-ROM标准(黄皮书)所规定的最小BLER。大量的实验表明:在标准环境下,金盘的数据存档使用寿命比绿盘长。

三、蓝盘


    蓝盘是三菱公司为降低成本,而开发出的一种金属化的AZO有机染料,并使用成本较低的银作反射层材料。AZO本身为深蓝色,因此与反射层的银白色混合后,使制作出的CD-R光盘的记录面呈蓝色,因此使用AZO染料的CD-R光盘就被称为蓝盘。CD-R蓝盘除了价格便宜之外,也具有可长期保存数据的优点。
对于其他各式各样的彩盘,则是在金盘的基础上加入其他染料而成的,由于使用酞菁染料的光盘可以呈现任何颜色,所以实际上这些彩色盘片上使用的染料和的白金盘的染料是一样的。而其反射层多半采用的白银为反射层。所以彩盘并不应该成为一种新的种类,但彩色的盘片还是有各自不同的特色,如红色和绿色可以提高CD机的读取效果,黑色可以长时间稳定的保存刻录内容等。

四、CD-R光盘结构


    无论何种CD-R光盘,其结构都是相同的从下而上分别是基层、记录层、反射层、保护层、表层(也称印刷层)。
    第一层基层:基层的作用是固定盘片的形状,整个盘片大部分材料都是由基层构成的。它是有特点的塑料材质做成的(即PC板),硬度高,柔韧度强。在同一点上对其加压不容易产生变型。
    第二层记忆层:记忆层是用来记录数据的,就是上面提到的染料,又称染料层,它非常容易变形,即使很小的能量(约0.5nJ/bit)也可烧蚀出明显的小坑。
    第三层反射层:用来反射光驱或者刻录机的激光束,就像镜子一样。低档的盘片可能用铁或者铝,而高档的CD-R光盘则采用金或银作为反射介质。
    第四层保护层:类似于一种透明的薄膜一样的东西,它的主要作用是保护盘片中的记录层和反射层不会轻易变型,而造成盘片报废的情况。
    第五层印刷层:基本上属于整个盘片的外包装。它在盘片的最上层,生产厂家把图案或标志印制在上面,通常看到CD-R光盘的商标和图案也就在这一层。
    基层在整个盘片中占有大部分的体积,光盘在高速旋转时,基层就起到了一个稳定作用。它可保持盘片整体,平滑、不变形,如光盘在光驱中出现炸裂情况,多半是由于基层的材质不好,或者是材质厚薄不均所造成的。
    对于记录层和反射层,它们也起着非常重要的作用。整个盘片中的数据就是通过这两个层反应出来的,是整个盘片中技术的精髓盘片,而且记录染料的性能直接决定最高记录速度。从这个角度来讲,一定要选择品牌CD-R光盘,才能保证记录数据文件的可靠性。
    从目前国内生产CD-R盘片的原料来看,基本上来自于国外厂商,成本较高。清华大学光盘国家工程研究中心CD-R材料、工艺和产品寿命联合实验室,长期致力于新记录材料的开发和产业化工作,所开发的记录材料性能指标完全达到国外公司水平,并申请数项专利《不对称酞菁衍生物及其在光学记录介质中的应用》——申请号:01130635.1;《新型酞菁衍生物及其应用》——申请号:01123734.1等。


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