Płyta CD

Płyta CD jest dzisiaj nośnikiem niemalże wypartym przez bardziej pojemne urządzenia służące do przechowywania danych. Służy jako klasyczna metoda przechowywania muzyki, i to na niej wydawane są albumy w wersjach pudełkowych. Niegdyś stanowiła jednak podstawowy nośnik dla oprogramowania komputerowego czy filmów. W tym artykule pochylimy się nad historią oraz parametrami płyty kompaktowej, bo tak właściwie w języku polskim nazywamy CD – Compact Disc.

Jak powstała płyta CD?

Podwaliny zapisu na optycznym nośniku pojawiły się już w latach 60., kiedy to James Russell stworzył produkt, który był bardzo wczesną koncepcją technologiczną płyty kompaktowej. Choć nie miała ona parametrów zbliżonych do współczesnych nośników CD, to właśnie Russella uznaje się za prekursora wynalazku płyt kompaktowych. Pod koniec lat 70. Philips, współpracując z Sony, opracował pierwsze odtwarzacze oraz płyty CD pod postacią, jaką znamy współcześnie. Mimo ograniczonego dziś zastosowania technologia płyt kompaktowych należy do grupy najdłużej utrzymujących się rozwiązań na rynku. Początkowo jednak nośniki te były drogie i nieopłacalne dla użytkownika domowego, a prym wiodły dyskietki. Pierwszym albumem muzycznym, który pojawił się na CD, było „The Visitors” zespołu ABBA z 1982 roku. Do końca tego dziesięciolecia płyty CD zaczęły się upowszechniać, były doceniane za wysoką pojemność, będącą równowartością ok. 450 3,5-calowych dyskietek o dostępnej przestrzeni 1,44MB.

Szczyt popularności płyt CD przypada na końcówkę lat 90. i początek XXI wieku, gdzie powoli zaczęły być wypierane przez nośniki DVD w zastosowaniach informatycznych czy w przemyśle filmowym. Mimo tego, że były opracowane dużo wcześniej, sporo czasu zajęła redukcja kosztów ich produkcji i odtwarzaczy zdolnych z nich korzystać. 36 lat temu płyta CD kosztowała odpowiednik współczesnych 35 dolarów, a za pierwszy odtwarzacz Sony CDP-101 należało zapłacić równowartość 1750 dolarów. W czasach, gdy pierwsze CD-romy znalazły się wewnątrz komputerów PC, ich koszt mógł wynosić nawet kilkadziesiąt procent ceny całości zestawu.

Jak działa płyta CD?

Standardowa płyta CD jest nośnikiem o średnicy 120mm, zdolnym pomieścić do 650MB danych bądź 74 minuty nagrania dźwiękowego. Jest ona matrycą odciśniętą i będącą negatywem. Płyty CD-R mają ścieżki, które pozwalają na zapis danych przy pomocy lasera. CD-RW to podobny nośnik do CD-R, lecz pozwala na wielokrotny zapis y wymazywanie danych dookoła tysiąca cykli.

Proces zapisu danych na płycie ma miejsce dzięki wytwarzaniu pitów na warstwie nośnej. Żarówo warstwa nośna, jak i barwnik są podgrzewane przez laser o mocy w zakresie od 4 do 11 mW. Pozwala to na uzyskanie temperatury roboczej ok 250 stopni Celsjusza, pod której wpływem warstwa nośna topnieje, a barwnik rozprzestrzenia się po wolnych obszarach dysku. Na początku laser generuje większą moc, aby umożliwić stopienie barwnika, jednak w momencie, gdy to nastąpi, ma miejsce zmiana mocy, która umożliwia zapis danych.

Podstawowa warstwa płyty CD to powłoka polikrystaliczna, która podczas procesu nagrywania jest ogrzewana przez laser po ścieżce zapisu do temperatury od 500 do 700 stopni Celsjusza. Moc laser waha się wtedy między wartościami od 8 do 14mW. Laser topi kryształy i tworzy z nich warstwę amorficzną. Pity poddane jego wpływowi mają słabsze właściwości odbijania światła, co w konsekwencji stwarza możliwość rozróżnienia tych obszarów, podczas odczytu danych przez napędy CD-ROM oraz CD. Kasowanie danych odbywa się poprzez spowodowanie powrotu ze stanu amorficznego do krystalicznego płyty. Jest to możliwe po uzyskaniu temperatury 200 stopni Celsjusza, co powoduje, że płyty CD-RW wracają do stanu pustego nośnika.