Принцип действия cd приводов

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска.Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Если бы не был изобретен лазер, не было бы и CD-ROM. Своим интенсивным и узким сфокусированным лучом лазер позволяет точно обнаруживать и регистрировать прохождение миллионов крошечных отпечатков на поверхности быстро вращающегося диска. Процесс протекает без трения, так как работа основана на фазовых сдвигах отраженного света. Этот метод позволяет очень плотно упаковывать данные, так как хорошо сфокусированный лазерный луч способен со скоростью света реагировать на мельчайшие изменения на поверхности диска. Процесс создания CD-ROM возможен не только потому, что лазер способен считывать сигналы таким образом, но и прежде всего потому, что лазер можно использовать для точной записи отпечатков на диск, являющейся частью процедуры изготовления диска. Свет, полученный из обычных естественных или искусственных источников, состоит из фотонов, движущихся в хаотичных волновых пакетах, даже когда они получены из луча света одной и той же частоты. Световые лучи такого рода называются некогерентными, что означает распространение волн во всех направлениях. Напротив, луч света от лазера является когерентным. Когерентный луч представляет собой чистые упорядоченные распространяющиеся волны, что делает его полезным для многих научных приложений. Когерентный свет создается благодаря вынужденному излучению, что и отражено в слове лазер (laser - light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света в результате вынужденного излучения). Лазерный луч создается, когда источник энергии вводится в так называемую активную среду. Два зеркала, расположенные по обеим сторонам активной среды, используются для канализации части излучения, испытывающего многократные отражения между зеркалами. В данном устройстве использовался внутренний фотоэффект (увеличение электропроводимости полупроводников или диэлектриков под действием света), вызывающий изменение сопротивления фотодиода, при подаче на него, запирающего напряжения.

Обычно в качестве фотодиода используют полупроводниковые диоды с p-n переходом, который смещен в обратном направлении внешним источником питания.

При поглощении квантов света в p-n переходе или в прилегающих к нему областях образуются новые носители заряда. Не основные носители заряда, возникшие в областях, прилегающих к p-n переходу на расстоянии, не превышающей диффузионной длины, диффундируют в p-n переход и проходят через него под действием электрического поля. То есть обратный ток при освещении возрастает. Поглощение квантов непосредственно в p-n переходе приводит к аналогичным результатам. Величина, на которую возрастает обратный ток, называется фототоком. Фотодиод обладает малой инерциальностью, а значит, есть возможность увеличить скорость передачи сигнала. Активной средой может быть смесь газов (таких, как гелий и неон) или ионы в кристаллической решетке (такой, как в арсенид-галлиевых лазерах, обычно используемых в записывающих и считывающих накопителях CD). Материалы и источники энергии, используемые для получения такого света, определяют мощность и интенсивность результирующего луча.      Лазер накопителя CD-ROM направлен на вращающийся диск, а отраженный свет проходит через линзу и попадает на светодиод. Данные на поверхности диска записаны в виде впадин (углублений в диске "pit") и выступов (их уровень соответствует поверхности диска "land"). Логические схемы, подключенные к светодиоду, могут регистрировать разность между расстоянием, пройденным светом до поверхности диска, и расстоянием, пройденным светом до углубления. Указанная разность обнаруживается в виде фазового сдвига в световом луче. Этот метод используется для хранения данных на CD-ROM и считывания их с него.      Как и все в цифровом мире, совокупность впадин и выступов (соответствующая последовательности единичных и нулевых сигналов на выходе светодиода) может представлять значительно более сложные аналоги, такие, как звуковой волновой пакет или прохождение форм и цвета в видеосегменте.