Отражающий слой и слой органического красителя имеют те же оптические свойства, что и неразмеченный компакт-диск. Другими словами, дорожка незаписанного (чистого) диска CD-R воспринимается считывающим устройством компакт-дисков как одна длин­ная площадка. Лазерный луч дисковода CD-R имеет одну и ту же длину волны (780 нм), но мощность лазера, используемого для выполнения записи, в частности для нагрева окра­шенного слоя, в 10 раз выше. Лазер, работающий в импульсном режиме, нагревает слой органического красителя до температуры 482-572˚F (250-300˚C). При этой температуре слой красителя буквально выгорает и становится непрозрачным. В результате лазерный луч не доходит до золотого слоя и не отражается обратно, чем достигается тот же эф­фект, что и при погашении отраженного лазерного сигнала, происходящем при чтении штампованных компакт-дисков.

Во время чтения диска, накопитель считывает несуществующие впадины, в качестве которых выступают участки с низкой отражательной способностью. Эти участки появ­ляются при нагревании органического красителя, поэтому часто процесс записи диска называют выжиганием. Выжженные участки красителя изменяют свои оптические свой­ства и становятся неотражающими. Изменение этих свойств возможно лишь один раз, поэтому диски CD-R называются носителями с однократной записью.

Накопители CD-RW

В начале 1996 года промышленный консорциум, в который вошли компании Ricoh, Philips, Sony, Yamaha, Hewlett-Packard и Mitsubishi Chemical Corporation, опубликовал формат CD-RW. В мае 1996 года был представлен первый накопитель CD-RW, в создании которого основное участие принимала компании Ricoh. Это был накопитель MP6200S, представляющий собой модуль с номинальными скоростями 2/2/6 (2x — запись, 2x — перезапись, 6x — чтение). В это же время вышла в свет третья часть спецификации Orange Book, которая официально определила стандарт CD-RW

Накопители CD-RW обратно совместимы с устройствами CD-R и позволяют читать или записывать данные на носители CD-R. Кроме того, накопитель CD-RW может успеш­но использоваться в качестве CD-R. Благодаря этим свойствам накопители CD-RW практи­чески вытеснили дисководы CD-R на сегодняшнем компьютерном рынке. Процесс записи дисков CD-RW происходит так же, как и дисков CD-R, и отличается только тем, что дан­ные на носителе CD-RW могут быть удалены и записаны снова. Диски этого типа весьма удобны для создания прототипа, который будет тиражироваться на менее дорогих дисках CD-R или даже на штампованных компакт-дисках. Носители CD-RW могут перезаписы­ваться до 1000 и более раз. Кроме того, при наличии программного обеспечения пакетной записи диски CD-RW могут обрабатываться подобно гигантскому гибкому диску, файлы которого легко перетаскиваются, копируются или удаляются. Носители CD-RW примерно вдвое дороже дисков CD-R, но в то же время гораздо дешевле, чем оптические картриджи или другие сменные форматы. Все это делает CD-RW наиболее приемлемой технологи­ей создания резервных копий системы, архивирования файлов и решения любых других задач, связанных с хранением данных.

Носители CD-RW и CD-R имеют четыре основных отличия. Если говорить кратко, то для дисков CD-RW характерно следующее:

■ имеют более высокую стоимость;

■ отличаются меньшей скоростью записи;

■ имеют более низкую отражательную способность.

Помимо высокой стоимости и возможности перезаписи данных, носители CD-RW от­личаются также более низкой (в два и более раза) скоростью записи. Это связано с тем, что при выполнении записи на обработку каждой области диска лазеру требуется боль­ше времени. Диски CD-RW также имеют более низкую отражательную способность, что ограничивает их читаемость. Носители CD-RW, например, не читаются многими стан­дартными накопителями CD-ROM и CD-R. Поэтому для записи музыкальных дисков или совместимости с накопителями разных типов лучше пользоваться дисками CD-R.

Для создания подобия впадин на поверхности диска в накопителях и носителях CD-RW используется процесс изменения фазы состояния. Диски CD-RW создаются на поликарбонатной подложке, содержащей предварительно отформованную спиральную ка­навку волнистой формы, колебания которой определяют информацию позиционирования. Верхняя часть основы покрывается специальным диэлектрическим слоем (изоляцией), после чего наносится записывающий слой, еще один слой диэлектрика и алюминиевый отражающий слой. Затем поверхность диска покрывается акриловым лаком, затвердеваю­щим в ультрафиолетовых лучах, который используется для защиты ранее созданных слоев диска. Диэлектрические слои, расположенные выше и ниже записывающего слоя, предна­значены для экранирования поликарбонатной подложки и отражающего металлического слоя от интенсивного нагрева, используемого во время процесса записи с изменением фазы состояния.

Как уже отмечалось, запись дисков CD-R осуществляется посредством нагрева опре­деленных участков органического красителя (т. е. слоя записи). В свою очередь, записыва­ющий слой дисков CD-RW представляет собой сплав серебра, индия, сурьмы и теллурия (Ag-In-Sb-Te), обладающий возможностью фазовых превращений. В качестве отражаю­щей части записывающего слоя используется сплав алюминия, который ничем не отлича­ется от применяемого в обычных штампованных дисках. Во время операции считывания или записи данных лазерное устройство расположено с нижней стороны диска. Если смотреть со стороны лазера, спиральная канавка будет выглядеть как выступ, причем записывающий слой диска будет располагаться на его верхней плоскости.

Сплав Ag-In-Sb-Te, используемый в качестве записывающего слоя, имеет поликри­сталлическую структуру с отражательной способностью 20%. Во время записи данных на диск CD-RW лазер может работать в двух режимах, которые называются P-записью и P-стиранием. В одном из них (в режиме P-записи) лазерный луч нагревает материал записывающего слоя до температуры 500-700˚С (932-1229˚F), что приводит к его плав­лению. В жидком состоянии молекулы сплава начинают свободно перемещаться, в ре­зультате чего материал теряет свою кристаллическую структуру и переходит в аморфное (хаотическое) состояние. Отражательная способность материала, застывшего в аморфном состоянии, снижается до 5%. При чтении диска области с различными оптическими свой­ствами воспринимаются так же, как и впадины обычного штампованного диска CD-ROM.

Если бы диски CD-RW использовались только для чтения, на этом можно было бы и закончить. Но ведь эти носители могут перезаписываться, т. е. должен быть способ, позволяющий восстанавливать поликристаллическую структуру материала. Этот способ связан с маломощным режимом P-стирания, применяемым лазером. В режиме стирания слой активного материала нагревается примерно до температуры 200˚C (392˚F), которая значительно ниже точки плавления, но достаточна для размягчения материала. При нагре­ве активного слоя до указанной температуры с последующим медленным охлаждением происходит преобразование структуры материала на молекулярном уровне, т. е. переход из аморфного в кристаллическое состояние. При этом отражательная способность матери­ала повышается до 20%. Области, имеющие более высокую отражательную способность, выполняют ту же функцию, что и зоны штампованного компакт-диска.