ديسك هاي نوري مغناطيسي

باتلفيق دوتكنولوژي مغناطيس ونور،تلاش مي شودتا ديسك هايي ايجادشوندكه هم خاصيت قابل پاك شدن وبازنويسي ديسك هاي مغناطيسي راداشته باشندوهم چگالي وظرفيت بسياربالاي ديسك هاي نوري.به نظرمي رسدكه اين گونه ديسك هادرتوليدانبوه به بازارمصرف عرضه شده است.قطراين ديسك ها۵اينچ بوده ،ازنوع پاك شدني هستندواز سرعت بسياربالايي برخوردارند،سرعت انتقال دراين ديسكهاحدوديك مگابايت درثانيه ويابيشتراست.درسال هاي اخيرديسكهاي نوري به طوروسيعي براي سرگرمي ،برنامه هاي تعليم وتربيت وا رتباطات تصويري-صوتي بكارگرفته شده است.درزمينه ذخيره اطلاعات ،سيستم هاي ثبت نوري مستقيم به عنوان تجهيزات رايانه اي معروف شده اند،جايي كه تركيب ظرفيت اطلاعات خيلي زيادودسترسي سريع به آنهاتوسط ديسك هاي نوري يك جايگزين جذاب براي روش هاي ديگرذخيره حافظه رايانه اي است.ظرفيت اطلاعات زياد،طول عمر زيادوزمان طولاني نگهداري ،كاربردهاي ذخيره و…رامنحصربه خودكرده است.

اصلي ترين مزيت ديسك هاي نوري برديگرسيستم هامانندديسكهاي صوتي معمولي و سيستم هاي نوارمغناطيسي،علاوه برذخيره اطلاعات به چگالي بالا،عدم تماس فيزيكي بين سيستم قرائت وماده ذخيره اطلاعات است كه ازپاره شدن جلوگيري مي نمايد.علاوه براين درديسك هاي نوري ،لايه ماده شفافي رامي توان روي اطلاعات ذخيره شده نشانيدتاآسيب نبيند.گرامافون اطلاعاتي رادرسطح ديسك به صورت مارپيچ ضبط مي كندكه ردپا ناميده مي شود.امادرعمل درديسك هاي نوري ،نه شيارونه خط مداوم وجود دارد بلكه فقط علامت هاي مارپيچ هاي شكسته اي راشكل مي دهد.اين علامت ها مساحت هاي كوچكي هستندكه نسبت به اطراف خود فرق نماياني دارد.معمولاحفره هايي درسطح ديسك ايجادمي كنند،درنتيجه بازتاب درطول مسيربا توجه به توزيع حفره ها تغييرمي يابد،كه بيانگرثبت اطلاعات است.

براي خواندن اطلاعات ذخيره شده بازوي اپتيكي تغييرات بازتاب رابه سيگنال الكتريكي تبديل مي كند.يك عدسي درداخل بازو پرتوكم توان ليزر رابه لكه كوچك نوري برروي مسير متمركزمي كندو همچمنين نوربازتاب شده ازديسك رامجددا به آشكارسازي نورهدايت مي كند.خروجي آشكارسازي نوري براساس توزيع گودالهاي طول مسيرتغييرمي كندو سيگنال الكتريكي بدست مي دهدكه مي توان سيگنال صدا،تصوير و يا داده هارا دوباره بدست آورد.سيگنال هاي صدا به صورت ديجيتال درديسك ذخيره مي شوند.نمونه هاي صدابا آهنگ ۱/۴۴KHZ بدست مي آيدو بلندي صدا براي هرنمونه به مقاديرعددي به صورت كلمه كددوتايي،۱۶بيتي درمي آيد.بيت هاي اضافي براي اصلاح خط اضافه مي شودوبيت هاي فراواني درفركانس ۳۲۱۸/۴MHZ برروي ديسك ذخيره مي شود.صفرها بيانگر سيگنال نوري كوچك و يك هابيانگرسيگنال هاي قوي هستند،ازاين رومسيرازحفره هاوفضاهايي باطول هاي مشخص تشكيل يافته است.
ازسوي ديگر،سيگنال هاي ويديويي،بصورت آنالوگ ذخيره سازي مي شود،زيراذخيره سازي به روش ديجيتال احتياج به پهناي باند بساربالادارد.سيگنال تركيبي ويديو(با رنگ واطلاعات تابشي)به صورت فركانس مدوله مي شود(FM) حدودفركانس حامل MHZ 5/7 وصدابه آن بعدا با مدولاسيون اضافه مي شود.اين باعث مي شود تا فاصله گودال هاي(مركزتامركز)براساس مدولاسيون فركانس صورت مربوطه تغييريابد.درحافظه هاي نوري داده ها هم به صورت آنالوگ وهم به صورت ديجيتال ذخيره مي شود.براي مفيدواقع شدن درفرآيندكردن داده ها درالكترونيك تجهيزات ذخيره سازي بايد قادر به بازسازي داده هاي ذخيره شده باحداقل ميزان خطا ودرحدوديك قسمت در۱۲۱۰باشد،كه ديسك هاي نوري به اين دقت رسيده اند.با ديسك هاي نوري به چگالي اطلاعات زيادي ازيك لكه متمركز شده بسياركوچك ليزر دست يافته اند.قطرلكه توسط رابطه ۹۶۰/۴F نشان داده مي شود.باتوجه به محدوديت هاي پراش حداقل قطرلكه نوري تشكيل شده درنقطه كانوني عدسي حدود۰/۲NAاست كه NA ديافراگم عددي عدسي است NA=Nsin كهN ضريب شكست فضاي جسم و S است،قطرعدسي و S فاصله جسم تاعدسي است .متقابلاچگالي اطلاعات ازمرتبه(NA2)است.

فرايندثبت اطلاعات بستگي به اين داردكه آياقراراست اساساديسك به تعدادزيادي براي مشتريان بازاركپي برداري شودو يا براي ذخيره سازي مهيامي شود.بيشترديسك ها به هرمنظوري كه تهيه مي شوند،حاوي اطلاعات زيادي باكيفيت خوب هستند.لذاكپي كردن آنهانسبتا آسان و ارزان است.

گودال‌ها داراي ابعاد ميكرون است وازاين رو مواد ثبت كننده نيزبايد داراي توان تفكيك بالاباشند و براي آنكه بتوان توان ليزري مورد نياز را به حداقل رساند بايد داراي حساسيت خيلي بالاباشند.ترجيحا موادثبت كننده بايدبتوانندثبت زمان واقعي رابدست دهندواجازه خواندن سريع اطلاعات ذخيره شده رانيزممكن سازند.يعني بطورايده آل فرايندهاي مرحله اي بين نوشتن وخواندن وجودنداشته باشد.علاوه برفوتورزيست ها،فيلم هاي فلزي،مخصوصاآنهايي كه براساس آلياژتلوريم ساخته شوند،داراي دقت خوب وحساسيت بالاهستند.دراين حالت تابش ليزرپالسي ايجاد گودال يا حفره درلايه نازك فلزمي كند،(ازطريق ذوب يابرداشتن)و بازتاب لايه نازك راتغييرمي دهد.ازآنجايي كه ايجادحفره فرآيند حرارتي است طول موج ليزر خيلي مهم نيست و از هر ليزري كه بتواند توان موردنياز را به دست دهد براي نوشتن مي توان استفاده نمود.

باريكه ليزر،معمولاازيك ليزرديودبه دليل اندازه قابل ملاحظه اش ازطريق زيرلايه به لايه بازتاب كننده ديسك متمركزمي شود.عدسي متمركزكننده شبيه به يك عدسي شي است وبراي جاروب كردن كل ديسك ، با ليزر درسيستم قرائت درنرده اي زير ديسك نصب شده است.قسمتي ازنوربازتاب شده،كه توسط ديسك مدوله شده است باهمان عدسي گردآوري مي‌شودو بر روي آشكارسازنوري هدايت مي شود.نور به شدت ازنواحي كه گودال وجود ندارد(معمولازمين خوانده مي شود)بازتاب مي شودو بطور وسيعي توسط گودالها پراكنده مي شود.بطوري كه خروجي آشكارسازوقتي باريكه مسير را طي مي كند،تغييرمي يابد،براي مثال درذخيره به روش ديجيتال ،تغييردرميزان سيگنال بازتاب شده بيانگرانتقال ازگودال به زمين وبالعكس است.درحقيقت اين انتقالات بكارمي روندتايكهارابيان كنند ،درحاليكه فاصله بين انتقالات گودالهاويازمين بيانگرتعدادصفرهاست.

استفاه ازبازتاب به جاي نورعبوري چندين مزيت دارد.براي مثال ازآنجايي كه فقطيك سطح ديسك مورداستفاده قرارمي گيردساختمان حركت آزادسيستم ساده مي شودوتعدادقطعات نوري موردنيازكاهش مي يابد.لايه نشاني محافط نيزفقط برروي يك طرفه لايه اطلاعات لازم است وساختمان كنده كاري كم عمق ترازحالت عبوري است،اين دونكته باعث توليدانبوه ديسك مي شود.نهايتا،سيستم كنترل خيلي ساده ترساخته مي شودولكه وخراشهاي سطح محافظ ازلايه اطلاعات جدامي شوندوازتمركزخارج مي شوندوبدين طريق اثرآن برروي سيگنال بازخواني حذف مي شود.

براي خيلي ازكاربردهامانندحسابگري وبه روزكردن اطلاعات تسهيلات پاك كردن ودرباره نوشتن مفيداست.موادي كه مي توانند براي ديسك هاي نوري قابل پاك شدن مورداستفاده قرارگيرند شامل مواد مگنتواپتيك،ترموپلاستيك ها و لايه هاي نازك چالكوجنايند براي ذخيره دائمي ومواد فوتوكروميك ،فوتوفريك وفوتوكانداكتيو براي ذخيره سازي براي زمان هاي محدودبكارمي روند.براي مثال باريكه نويسنده ليزرناحيه كوچكي ازفيلم نازك ازماده فرومغناطيس راكه به صورت عمودي مغناطيس شده است(براي مثال cd Tbfe )گرم مي كند تابه دماي بالاي نقطه كوري آن مي رسد،وخاصيت مغناطيس دائمي خودرا ازدست مي دهد.اگرناحيه مجازبه سردشدن درحضورميدان خارجي كه درجهت غيرموازي بامغناطيس شدن اوليه است باشد،آن گاه نواحي كه پلاريزاسيون راذخيره كرده اندتشكيل مي يابند.خواندن دراين حالت معمولابااستفاده ازاثرمگنتو- اپتيك كر(كه آن باريكه پلاريزه نوره ازسطح مغناطيس شده بازتاب مي شودداراي صفحه پلاريزاسيون است وبه ميزاني كه بستگي به شدت مغناطيس شدن وجهت مغناطيس شدن داردنسبت به جهت پرتوي نور،مي چرخد)،انجام مي گيرد.باريكه پلاريزه شده داري چرخشهاي متناوب است ،بسته به اين كه كدام قسمت فيلم برخوردمي كندو از آن بازتاب مي كند،مقدارچرخش فقط چنددهم درجه است ومعمولابا روشهاي آشكارسازي حساس ،ازعبورنوربازتابي ازيك تقسيم كننده پرتو پلاريزه كننده ومقايسه دونورتوليدشده به دست مي آيد.
پاك كردن ودوباره نوشتن به سادگي ازگرم كردن لايه نازك روي ديسك تادماي بالاترازنقطه كوري ودرحضوريك ميدان مفناطيسي خارجي به دقت هدايت شده انجام مي شود .به طوروضوح ليزري كه براي خواندن به كارمي رودبايدداراي توان به مراتب كمترازتوان ليزري كه براي نوشتن بكارمي رود،باشدتاازبين بردن داده هاي ذخيره شده جلوگيري شود.اخيراتوجه زيادي به ديسك هاي نوري قابل پاك شدن شده است وچندين سيستم چندلايه اي ارزيابي شده است .سيستمهاي ديسك نوري بطورروبه افزايشي درسيستمهاي ذخيره سازي انبوه مورداستفاده قرارمي گيرد.براي مثال سيستم مگاداك ،شامل ۶۴ديسك كه همان زمان دسترسي به هريك ازديسك هاحدود ۱۵۰MS است وزمان ظاهرشدن هرديسك ۲۰ثانيه است.ظرفيت چنين سيستمي درناحيه ۱۴۱۰_۱۲۱۰ بيت است كه درمدت حدودچند ثانيه مي توانددوباره به دست آيد.