FMD — флуоресцентных диск

FM диск прозрачный, и вы можете спросить: а где же отражающий слой, как на СD и DVD дисках? Дело в том, что данная технология не нуждается в присутствии отражающего слоя. Рассмотрим FM диск более детально.

В оптических носителях типа CD, DVD и МО процесс считывания происходит следующим образом. Луч полупроводникового лазера падает на поверхность информационного слоя, затем отражается от алюминиевой (или другой металлической — это роли не играет) подложки и фиксируется детектором-приемником. В носителях FMD не используется отраженный луч лазера, так как при воздействии лазерного луча на информационный слой последний сам начинает излучать.

Принцип действия флуоресцентных дисков

Принцип действия флуоресцентных дисков основан на явлении фотохромизма. Несколько лет назад российские химики открыли стойкий органический материал «стабильный фотохром», под воздействием лазерного луча приобретающий флуоресцентные свойства (флуоресцентное свечение).Дело в том, что информационный элемент FM-диска (фотохром) может менять свои физические свойства (такие как цвет или наличие флуоресценции) под воздействием лазера определенной мощности и длины волны. Изначально фотохром не обладает флуоресцентными свойствами. При воздействии лазера большой мощности, инициируется фотохимическая реакция, в результате которой и начинают проявляться флуоресцентные свойства. При считывании данное вещество опять же возбуждается, но посредством лазера меньшей мощности, и начинает флуоресцировать. Это свечение улавливается фотоприемником и принимается как значение «1». Также возникает вопрос об устойчивости состояния фотохрома с точки зрения долговечности, так как все физические элементы природы со временем теряют свои свойства. По заявлению компании С3D ухудшения происходить не будет.

Возбужденный фотохром излучает свет, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину (в пределах 30−50 нм), что позволяет легко различить сигнал лазера и свет, излучаемый материалом диска. Необходимо отметить, что данная технология позволяет обойти проблему множественной интерференции между слоями, которая может привести к потери луча в многослойном диске, так как излученный фотохромом свет не когерентен и хорошо контрастирует с отраженным лазером, свободно проходит сквозь слои, и легко определяется фотодатчиком. Рассмотрим данную проблему подробнее.

В обычных оптических носителях (СD/DVD) при увеличении числа информационных слоев происходит качественное ухудшение сигнала. Это объясняется тем, что в данных технологиях используется отраженный от информационного слоя сигнал, то есть существует необходимость в зеркальных поверхностях. Поэтому в технологии DVD при изготовлении двухслойных дисков внешний информационный слой делается полупрозрачным для того, чтобы дать возможность лазеру добраться до внутреннего слоя.

При этом сигнал, проходящий через внешний слой, «оставляет» в нем часть энергии вследствие отражения. Причем отраженные от обоих слоев сигналы интерферируют (накладываются друг на друга или складываются) из-за их когерентности (совпадение частоты, и постоянной во времени разности фаз), в результате чего происходят потери полезного сигнала. Увеличение количества слоев усугубляет эффект множественной интерференции между слоями, и усложняется процесс считывания. Эту проблему можно решить путем усовершенствования детекторов-приемников, но это пока возможно осуществить только в лабораторных условиях. В случае флуоресцентных дисков такое качественное ухудшение сигнала при нарастании числа слоев происходит гораздо медленнее. Если это представить в виде графика, то выглядеть все будет примерно так:

По заявлению разработчиков FMD-ROM, даже при количестве слоев больше сотни не будет происходить сильного искажения полезного сигнала, так как все слои диска прозрачны и однородны.

FM диск в разрезе Как видно из рисунка, диск состоит из нескольких пластиковых (поликарбонатных) слоев, соединенных между собой. Слой содержит поверхностные структуры («питы»), которые заполняются флуоресцентным материалом. При считывании лазер фокусируется на определенном слое и возбуждает его флуоресцентные элементы, после чего это свечение улавливается фотодетектером.

Разработчики заявляют, что при использовании синего лазера (480 нм) возможно увеличение плотности записи до десятков Тбайт на один FM диск. Другая интересная особенность данной технологии заключается в возможности параллельного считывания. Если записывать последовательность бит не вдоль дорожки, а вглубь по слоям, то можно значительно повысить скорость выборки данных. Вследствие этого разработчиками FM диска, в шутку или всерьез, было предложено название своему детищу как «трехмерный диск.