بسم الله الرحمن الرحیم

سمینار کاربردهای لیزر

ذخیره سازی نوری

استاد: دکتر بیژن غفاری

ارائه: سید مرتضی احمدی مالسرایی

1393بهار

و تاریخچه : مقدمه هنگامی که توماس ادیسون در حال کار بر روی تجهیزاتی به منظور ثبت مورس بود، متوجه شد 1877در سال •

که توانسته صدایی شبیه صدای انسان را ضبط نماید.

این کشف توسط یکی از مهندسین ادیسون به نام جان کروسی منجر به اختراع دستگاه فونوگراف شد که صوت •را بر روی یک ماده استوانه ای ضبط می نمود.

کشف کرد که صدا را می توان بر روی یک دیسک دایره ای بهتر از ماده کروی ثبت 1888امیل برلینر در سال •نمود و دستگاه گرامافون را اختراع نمود.

کشف ضبط الکتریکی تحول بزرگی در این صنعت انجام شد، زیرا امکان دسترسی به فرکانس 1927در سال •های باالتر و تجهیزات ساده تر را میسر نمود.

کمپانی فیلیپس توانست الگرویتمی را برای تصحیح خطا دیجیتال بر روی دیسک ها ارائه دهد و تا 1974در سال • می شناسیم و از فناوری لیزر CD با همکاری شرکت سونی اولین دیسک فشرده که ما آن را با نام 70پایان دهه

استفاده می کند به بازار ارائه دهد .

به ,..Apple, Dell,Sunها توسط کمپانی های پیشروی CDدی وی دی با ظرفیت و کیفیت باالتر از 1996در سال •بازار ارائه شد.

در هزاره جدید، افزایش خیره کننده اطالعات نیاز به وسیله ای جدید به منظور ذخیره سازی داشت که این نیاز، • برابر بیشتر از دی وی دی ها شد.20 با ظرفیت 2003 در سال Blu-Rayمنجر به عرضه دیسک

2optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser Applications

ذخیره سازی مغناطیسی:

این نوع ذخیره سازی، نسل قبلی ذخیره سازی نوری محسوب می شود.•

( ، نوار کاست و Floppy Diskما این نوع ذخیره سازها را با نام فالپی دیسک)• می شناسیم.(Hard Disk)دیسک های سخت

( با جهت گیری مواد مغناطیسی ثبت1 یا 0در این نوع ذخیره سازی، داده ها )•می گردند.

امروزه تنها استفاده گسترده از این فناوری در دیسک های سخت رایانه های•شخصی می باشد و سایر انواع این نوع ذخیره سازی تقریبا منسوخ می باشند.

ذخیره سازی به دو روش طولی و عمودی صورت می گیرد. که روش عمودی•روش بهینه تری به حساب می آید.

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 3

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 4

مزیت های ذخیره سازی نوری به ذخیره سازی مغناطیسی:

در ذخیره سازی نوری به دلیل عدم اتصال فیزیکی این •قابلیت وجود دارد که از اطالعات با یک الیه محافظ روی

آن ها محافظت شود.

دیسک های مغناطیسی در برابر میدان های مغناطیسی •آسیب پذیر می باشند.

در ذخیره سازی نوری می توان چگالی بیشتری از •اطالعات را ذخیره نمود.

در ذخیره سازی نوری می توان به سرعت های باالتری•از ذخیره سازی مغناطیسی دست یافت.

قیمت آلیاژهای استفاده شده در ذخیره سازی نوری، •بسیار

ارزانتر از مواد مغناطیسی است.

در ذخیره سای نوری، تنها یک فرکانس خاص می تواند •عمل نوشتن را انجام دهد اما دیسک های مغناطیسی از

میدان های مغناطیسی مختلف تاثیر می پذیرند.

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 5

ذخیره سازی نوری:

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 6

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 7

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 8

:RLLکد

روشی است که برای ارسال اطالعات روی یک کانال ارتباطی با پهنای باند محدود از آن •استفاده می شود.

•RLLتعداد بیت های تکراری (runs) را در زمانی که سیگنال تغییر نمی کند، محدود می نماید.

ها طوالنی باشند، همگام سازی زمانی دشوار خواهد بود، و اگر کوتاه باشند، Runاگر •فرکانس های باال توسط کانال ارتباطی تضعیف می شوند.

این فرایند کمک می کند که مرز بین بیت ها کامال مشخص شود، و CD,DVD,Blue-Rayدر •چگالی داده ای ذخیره شده در یک مکان معین از دیسک افزایش یابد.

برای مثال به دلیل اینکه دیسک نوری یک سخت افزار است ، ممکن است همیشه در حالت •ایده آل قرار نداشته باشد، دچار انبساط یا انقباض شود، شکلش تغییر کند، سرعت گردش

RLLموتورش کاهش یابد و ... . در این صورت همزمان سازی بدون استفاده از کدهای امکان پذیر نخواهد بود.

کانال 8 تا 2ها از Blue-Ray کانال بیتی و در 11 تا 3ها از CD/DVDبرای این منظور در •استفاده می شود.

(RLL 0,1)مثال•

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 9

Data: 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0

Encoded: 1010111011111011101010111110

Clock: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

مدوالسیون در ذخیره سازی نوری:

.فرکانس قطع، ماکزیمم چگالی اطالعات قابل ذخیره بر روی دیسک را تعیین می کند•

در گردش است ، داریم:vبرای دیسک که با سرعت خطی •

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 10

عواملی مانند تغییر در شکل عالمت ها،تغییر فرم دیسک یا ضریب بازتاب•آن، کراس تاک دو ترک مجاور، ناکاملی در الکترونیک یا عملکرد لیزر و

... می تواند بر مدوالسون تاثیر منفی بگذارد.

حالت ناقص b. حالت کامل وa.در شکل مقابل دو الگوی چشمی برای •از مدوالسیون شدت رسم شده است.

حضور نقص ها باعث اختالف فرکانس می شود.bمطابق شکل •

اگر منبع نوسانات گوسی باشد، این نواقص جیتر نامیده می شوند.•

افزایش این جیترها باعث کاهش نسبت سیگنال به نویز مطابق رابطه•زیر می گردد:

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 11

فوکسینگ :

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 12

ترکینگ:

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 13

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 14

CD/DVD/BDپارامترهای مقایسه

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 15

با تشکر از توجه شما...

Any Questions?

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 16

Refrences:

•Optical data storage, Phase changing media and recording by: Erwin R. Meinders, Andrei V. Mijiritskii,Liesbeth van Pieterson and Matthias Wuttig

•Lasers Principles and applications by: J.Wilson, J.F.B.Hawkes

•http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_storage

•Types of Storage Devices , McGraw-Hill companies educations

•http://www.research.philips.com/technologies/projects/cd/index.html

optical storage presentation - - - By: Seyed Morteza Ahmadi - - - Seminar of: Laser applications 17