激光唱片

光盘 (CD) 是一种数字光盘数据存储格式，由飞利浦和索尼共同开发，用于存储和播放数字录音。 1982年8月，第 一张光盘问世。 它随后于 1982 年 10 月发行，并命名为数字音频光盘。

该格式后来被改编（如 CD-ROM）用于通用数据存储。 进一步衍生出几种其他格式，包括一次写入音频和数据存储 (CD-R)、可重写媒体 (CD-RW)、视频 CD (VCD)、超级视频 CD (SVCD)、照片 CD、图片 CD、压缩光盘 -交互式 (CD-i) 和增强型音乐 CD。

标准 CD 的直径为 120 毫米（4.7 英寸），旨在容纳长达 74 分钟的未压缩立体声数字音频或大约 650 MiB 的数据。 通过在相同大小的磁盘上更紧密地排列数据，容量通常会扩展到 80 分钟和 700 MiB。 Mini CD 的直径从 60 到 80 毫米（2.4 到 3.1 英寸）不等； 它们有时用于 CD 单曲、存储长达 24 分钟的音频或提供设备驱动程序。

在 1982 年引入该技术时，一张 CD 可以存储比个人计算机硬盘驱动器多得多的数据，后者通常可容纳 10 MiB。 到 2010 年，硬盘驱动器通常提供的存储空间相当于一千张 CD。2004 年，全球音频 CD、CD-ROM 和 CD-R 的销量达到约 300 亿张。到 2007 年，全球已售出 2000 亿张 CD。

一张 CD 由 1.2 毫米（0.047 英寸）厚的聚碳酸酯塑料制成，重量为 14-33 克。从中心向外依次为：中心主轴孔（15mm）、xxx过渡区（夹环）、夹紧区（叠环）、第二过渡区（镜带）、程序（数据） 面积和边缘。内部程序区域占据 25 至 58 毫米的半径。

在表面涂上一层薄薄的铝，或者更罕见的是金，使其反光。金属由通常直接旋涂在反射层上的漆膜保护。标签印刷在漆层上，通常采用丝网印刷或胶版印刷。

CD 数据表示为称为凹坑的微小凹痕，编码在模制在聚碳酸酯层顶部的螺旋轨道中。坑之间的区域称为平台。每个凹坑深约 100 纳米，宽约 500 纳米，长度从 850 纳米到 3.5 微米不等。轨道之间的距离（间距）为 1.6 µm。

播放音频 CD 时，CD 播放器内的电机将光盘旋转到 1.2–1.4 m/s（恒定线速度，CLV）的扫描速度——相当于光盘内部大约 500 RPM，大约 200 RPM 在外侧边缘。 CD 上的曲目从内侧开始向外盘旋，因此从头到尾播放的光盘在播放过程中会减慢其旋转速度。

程序面积为 86.05 cm2，可记录螺旋线的长度为 86.05 cm2 / 1.6 µm = 5.38 km。 扫描速度为 1.2 m/s 时，播放时间为 74 分钟，或 CD-ROM 上的数据为 650 MiB。 大多数播放器都可以接受数据稍微密集一些的光盘（尽管有些旧播放器会失败）。 使用 1.2 m/s 的线速度和 1.5 µm 的较窄轨道间距可将播放时间增加到 80 分钟，数据容量增加到 700 MiB。

通过聚碳酸酯层底部聚焦 780 nm 波长（近红外）半导体激光来读取 CD。 凹坑和平台之间的高度变化导致光反射方式的不同。 由于凹坑凹入光盘的顶层并通过透明聚碳酸酯基底读取，因此在读取时凹坑会形成凸起。 激光击中圆盘，投射一圈比调制螺旋轨道更宽的光，部分从平台反射，部分从它们存在的任何凸起的顶部反射。 当激光经过凹坑（凸起）时，其高度意味着从其峰值反射的光部分与从其周围的区域反射的光相位差为 1/2 波长。 这会导致部分抵消激光从表面的反射。 通过用光电二极管测量反射强度变化，从光盘读回调制信号。

为了适应数据的螺旋模式，激光器被放置在任何 CD 播放器的光盘托盘内的移动机构上。这种机制通常采用沿着轨道移动的雪橇形式。雪橇可以由蜗轮或直线电机驱动。在使用蜗轮的情况下，第二个短行程直线电机（以线圈和磁铁的形式）进行精细位置调整，以高速跟踪磁盘中的偏心率。一些 CD 驱动器（尤其是飞利浦在 1980 年代和 90 年代初期制造的驱动器）使用类似于留声机上的摆臂。