Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 25/01/2007 23:49 (GMT+7)

Đĩa CD, đĩa DVD và đĩa…?

Vậy nguyên tắc ghi và đọc ở đĩa như thế nào? Tại sao có đĩa ghi được ít, có đĩa ghi được nhiều? Nay mai có loại đĩa nào ghi được nhiều hơn hẳn so với các loại đĩa hiện đại đang có hay không?

Năm 1969 hãng Philips lần đầu tiên đưa ra đĩa laser. Sau đấy hãng này cùng hãng Sony phát triển ồ ạt loại đĩa laser với tên gọi là đĩa CD, viết tắt của chữ Compact Disc.

Thoạt đầu người ta làm đĩa nhựa bề mặt bằng phẳng. Bằng cách dùng khuôn, người ta tạo ra dọc theo các đường tròn (hơi xoáy trôn ốc) quanh tâm đĩa nhựa những vét lõm cực nhỏ, nằm chi chít, nối đuôi nhau. Có hai loại vết lõm: vét lõm dài và vết lõm ngắn ứng với cách ghi 1 và 0 ở kỹ thuật số. Sau khi phủ lớp nhôm mỏng trên bề mặt đĩa nhựa, chỗ nào bề mặt đĩa nhựa phẳng phia, lớp nhôm phẳng và phản xạ tốt ánh sáng. Chỗ nào có vết lõm, lớp nhôm phủ lõm theo nên không phản xạ (phản xạ rất kém) (H.1).

Vì vậy, nếu chiếu vào đĩa một tia sáng mảnh và hứng đầy lấy tia phản xạ cho rọi và đêtectơ quang điện, khi đĩa quay tròn, lúc nào tia sáng rọi vào chỗ phẳng, đêtectơ quang điện nhận được tia phản xạ, sinh ra dòng quang điện. Lúc nào tia sáng chiếu vào chỗ lõm, không có tia phản xạ, đêtectơ không cho dòng quang điện, nói cách khác dòng quang điện bằng không. Ta có được xung điện (bằng không) dài ứng với vết lõm dài, xung điện ngắn ứng với vết lõm ngắn tức là đọc được 1 và 0 đã ghi ở đĩa.

Rõ ràng là với kích thước đĩa nhất định, đĩa ghi được nhiều hay ít các bit 1 và 0 như thế là tuỳ thuộc vào kích thước nhỏ hay to của điểm sáng mà tia sáng chiếu lên màng nhôm ở đĩa. Nếu kích thước của điểm sáng nhỏ thì nhà chế tạo quyết định kích thước các vết lõm tạo ra trên bề mặt đĩa cũng nhỏ theo, đĩa ghi được nhiều. Để có điểm sáng chiếu lên bề mặt đĩa với cường độ lớn và kích thước nhỏ, người ta dùng nguồn sáng tia điôt laser và thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng. Có thể phấn đấu làm thấu kính cho thật tốt để ánh sáng laser hội tụ thành một điểm cực nhỏ, nhỏ bao nhiêu cũng được hay không? Từ lý thuyết nhiễu xạ, vật lý đã chứng minh rằng, nếu ánh sáng dùng có bước sóng là λ, góc khẩu độ là NA ( NA= nsin α với n là chiết suất, α là góc mở) thì kích thước d nhỏ nhất của điểm sáng (xem như hình tròn đường kính là d) mà thấu kính hội tụ tạo ra là: d= 0,61λ/ NA

(Đây chính là công thức mà kỹ sư Abbé đã tìm ra khi nghiên cứu về độ phân giải của kính hiển vi).

Hình 2
Hình 2
Thời gian đầu, vào những năm 1970, dùng chất bán dẫn để làm laser gọn nhẹ, gọi là điôt laser, người ta chỉ mới làm được điôt laser hồng ngoại, bước sóng λ = 780 nm, mặt khác cần phải phủ một lớp polyme trong suốt dày đến 0,5mm lên trên bề mặt lớp nhôm phản xạ để lớp nhôm khỏi bị sước, hư hỏng nên thấu kinh phải cách bề mặtnhôm phản xạ một đoạn xa, do đó góc mở α nhỏ, NA chỉ đạt 0,45 (H.2).

Thực tế, với bước sóng λ và số khẩu độ như vậy thì kích thước d của điểm sáng tương đối lớn, d = 2,1 μm. Tuy d còn lớn như vậy nhưng đĩa CD đã lưu trữ được khá nhiều, dung lượng cỡ 640 MB (megabyte - triệu byte). Một đĩa CD có thể ghi được chữ viết trên 290.000 trang giấy A4 hoặc 500 ảnh màu.

Muốn đĩa ghi được nhiều hơn, phải tìm cách giảm d tức là giảm bước sóng λ và tăng số khẩu độ NA. Nhờ chế tạo được điôt laser đỏ với bước sóng λ = 660 nmvà tăng NA đến 0,6, đường kính d của điểm sáng giảm xuống, chỉ còn 1,3 μm, nhờ đó người ta làm ra đĩa DVD (viết tắt của các chữ Digital Video Dischay Digital Versatile Disc). Dung lượng của loại đĩa này có thể đến 5GB (gigabyte - tỉ byte). Vì vậy ta thấy một cuộn phim màu dài đến vài tiếng đồng hồ chỉ cần ghi vào một đĩa DVD là đủ (còn ở đĩa CD phải cần đến ba, bốn đĩa), không những thế lại còn kèm theo phụ đề bảy, tám thứ tiếng. Đó là chưa kể đến đĩa DVD ghi cả hai mặt, mỗi mặt ghi hai lớp, tức là dung lượng bằng 4 lần so với đĩa DVD ghi ở một mặt, một lớp.

Đĩa DVD có phải là loại đĩa dung lượng cao nhất chưa? Hiện nay do đã làm được điôt laser phát ra ánh sáng xanh bước sóng λ = 405nm(cuối xanh, gần đến tím) nên hai hãng Toshiba và Sony đang cạnh tranh nhau tung ra thị trường các loại đĩa mới, dung lượng cao hơn hẳn. Cả hai hãng đều dùng điôt laser xanh với λ = 405nmnhưng hãng Toshiba tìm cách giảm bề dày lớp phủ trong suốt bảo vệ chỉ còn 0,1mm, tăng NA được đến 0,85 nên đường kính d của điểm sáng chỉ còn bằng 0,6 μm, dung lượng của đĩa (một mặt, một lớp) lên đến 25GB (bằng 5 lần dung lượng đĩa DVD). Tên gọi của đĩa này là Blu-Ray. Còn hãng Sony cũng dùng điôt laser xanh nhưng muốn lợi dụng công nghệ cũ như đã làm đối với đĩa DVD nên bề dày lớp phủ không giảm nhiều, NA đạt được là 0,65, kích thước d của điểm sáng là 0,76 μm, dung lượng của đĩa (một lớp, một mặt) là 15MB và đặt tên là HD-DVD ( high definition DVD– đĩa DVD phân giải cao). Hãng Sony hy vọng rằng đĩa HD-DVD tuy dung lượng có hơi kém hơn đĩa Blu-Ray nhưng giá lại rẻ hơn, dễ cạnh tranh hơn.

Chú ý là ban đầu cách ghi quang học như ở đĩa CD có ưu điểm là dung lượng lớn nhưng người sử dụng không tự ghi được như ở các cách ghi từ, ở băng cassette, như băng hình chẳng hạn. Do đó về sau người ta làm ra đĩa CD-W (CD- Writable) bằng cách ban đầu làm đĩa toàn bộ phủ lớp nhôm phẳng (trên có lớp bảo vệ trong suốt) gọi là đĩa trắng. Thay cho việc làm các vết lõm dài và ngắn, ở đây khi ghi người ta cũng dùng laser chiếu vào như khi đọc nhưng công suất lớn hơn, chiếu lâu hơn, tia điôt laser nóng làm cho bề mặt màng nhôm (chỗ bị chiếu vào) sần sùi không phản xạ tốt ánh sáng, tương tự như khi màng nhôm bị lõm.

Với cách này người sử dụng có thể ghi được vào đĩa CD, nhưng chỉ ghi được một lần. Để ghi được nhiều lần (ghi được, xoá được, rồi ghi lại được) người ta làm ra đĩa CD-RW (CD- rewritable). Ở đây, thay cho màng nhôm người ta phủ lên đĩa một màng hợp chất đặc biệt có thể có hai trạng thái: trạng thái tinh thể phản xạ tốt ánh sáng, trạng thái vô định hình không phản xạ ánh sáng (phản xạ kém). Nếu ban đầu cả bề mặt đĩa đều ở trạng thái tinh thể, ta dùng chùm laser tập trung chiếu vào điểm nào của màng, điểm đó gần như bị nóng chảy, màng hợp chất ở điểm đó gần như ở thể lỏng. Nếu nhanh chóng tắt chùm laser, điểm nóng chảy đó bị nguội nhanh, màng hợp chất ở điểm đó trở nên trạng thái vô định hình, không phản xạ ánh sáng. Bằng cách này trên màng hợp chất dạng tinh thể phản xạ tốt ánh sáng ta tạo ra được các vết dài, vết ngắn không phản xạ ánh sáng tương tự như các vết lõm dài, vết lõm ngắn ở màng nhôm của đĩa CD thường. Nếu muốn xoá hết những vết đã ghi, ta chỉ cần chiếu lần lượt lên các điểm của màng tia laser cho các điểm đó nóng chảy nhưng sau đó không tắt nhanh mà tắt rất chậm để hợp chất nóng chảy nguội từ từ kịp kết tinh thành màng tinh thể phản xạ tốt ánh sáng như lúc mới ban đầu. Phải chăng là ở lĩnh vực đĩa CD, đĩa DVD… đã có rất nhiều định luật, hiện tượng vật lý được ứng dụng rất tinh vi.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.