Производство компакт-дисков

Процесс производства компакт-дисков начинается с изготовления диска-оригинала. Основа для него выполняется из тщательно отполированного стекла. На поверхность основы диска-оригинала, которая при этом должна быть идеально плоской, наносится тонкий слой светочувствительного материала – фоторезиста. Толщина слоя фоторезиста определяет глубину будущих пит (0,1…0,13 мкм), поэтому строго контролируется в процессе производства. На всех стадиях изготовления диск-оригинал тщательно проверяют, поскольку все его дефекты в дальнейшем неизбежно будут перенесены на матрицу и растиражированы.

Структурная схема установки записи диска-оригинала показана на рисунке. Поскольку требований к ее миниатюрности не предъявляются, то здесь, как правило, используется либо аргоновый лазер с длиной волны излучения 0,4579 мкм, либо гелий-кадмиевый лазер с длиной волны излучения 0,4416 мкм. Выбор такой длины волны объясняется рядом причин. Во-первых, уменьшенная длина волны излучения позволяет получить световое пятно нужного диаметра с более четкими границами, чем если бы использовался лазер с длиной волны 0,78 мкм, как тот, что применяется для считывания. Во-вторых, такая длина волны лучше согласуется с характеристиками светочувствительности фоторезиста, что позволяет ограничиться при записи сравнительно небольшой мощностью лазера.

Следует отметить, что воздух в помещении, где производится запись, должен быть тщательно очищен от пыли. Это делается с помощью специальных устройств. Допускается не более 100 пылинок на 1 м³ воздуха.

В процессе записи излучение лазера модулируется цифровым сигналом, формируемым аппаратурой кодирования звука в полном соответствии с требованиями стандарта. Излучение лазера воздействует на фоторезист, покрывающий поверхность вращающегося диска-оригинала, и оставляет на нем зоны засветки, соответствующие «единицам» цифрового кода. После окончания записи фоторезистивный слой проявляют в специальном растворе. При этом экспонированные зоны растворяются, и на их месте образуются углубления – питы.

Для модуляции лазерного луча может быть использован электрооптический эффект Поккельса, состоящий в том, что под воздействием электрического поля изменяется коэффициент преломления кристалла, не имеющего внутренней симметрии (например, пьезокристалла). В результате луч, проходя через такой кристалл, то попадает на поверхность диска, формируя пит, то отклоняется в сторону, не вызывая засветки фоторезиста.

Также может использоваться акустооптический эффект, когда упругие деформации, возникающие при прохождении ультразвука через прозрачный акустооптический материал (кристалл PbMoO₄, TeO₂, LiNbO₃, GaP, халькогенидное или теллуровое стекло и пр.), работает как дифракционная решетка, изменяя направление распространения светового луча.

Для того чтобы обеспечить точную фокусировку записывающего луча на фоторезистивном слое диска, используется система контроля расстояния на основе измерения емкости между слоем фоторезиста и электродом, закрепленным на объективе записывающей оптической головки.

Чтобы обеспечить необходимый шаг между дорожками (1,6 мкм), используется система радиальной подачи с поворотным зеркалом в качестве исполнительного механизма.

Для того чтобы обеспечить постоянство линейной скорости перемещения луча относительно записываемой дорожки, используется система регулирования скорости вращения двигателя, где контролируемым параметром является расстояние от центра диска до записывающего пятна.

После проявления экспонированного лучом лазера диска-оригинала, его поверхность металлизируют слоем серебра. Затем на основе этого диска методом гальванопластики формируют другой оригинал – цельнометаллический. После этого рельеф с него переносится на промежуточные копии, а с промежуточных копий – на матрицы. Матицы в дальнейшем используются для тиражирования компакт-дисков.

Тиражирование может осуществляться тремя способами: методом горячего прессования, литьем под давлением и с помощью фотополимеризации.