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Come i CD Memorizzano i Dati: Codifica Ottica Spiegata

La Fisica della Memorizzazione Dati su CD

I Compact Disc memorizzano dati digitali come una traccia a spirale di microscopici **pit** e **lands** stampati su un substrato di policarbonato, letti da un laser a 780 nm.

Scrittura (Mastering / Masterizzazione)

  1. Codifica Dati: Dati binari → **EFM (Eight-to-Fourteen Modulation)** → aggiunge bit di merge → riduce componente DC, garantisce recupero orologio.
  2. Correzione Errori: **CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code)** aggiunge byte di parità → corregge errori a raffiche (graffi).
  3. Struttura Frame: 588 frame EFM = 1 settore (2352 byte grezzi / 2048 dati utente Mode 1).
  4. Masterizzazione su Vetro (Pressed): Il laser taglia i pit in fotoresist su vetro → elettroformatura stampatore nichel → stampaggio a iniezione policarbonato.
  5. Masterizzazione (CD-R/RW): Il laser scalda colorante organico (CD-R) o lega a cambiamento di fase (CD-RW) → cambia riflettività per simulare pit/lands.

Lettura

  1. Diodo laser → collimatore → lente obiettivo → focalizza a ~1,6 µm sullo strato colorante/riflettente.
  2. I pit disperdono la luce (interferenza distruttiva); i lands riflettono costruttivamente.
  3. Il fotodiodo rileva i cambiamenti di intensità → segnale RF → demodulazione EFM → decodifica CIRC → dati utente.
  4. Sistemi servo: **Messa a fuoco** (astigmatica), **Tracciamento** (3-fascio / DPP), **Mandrino** (CLV/CAV).

Evoluzione della Capacità

FormatoCapacitàCambiamento Chiave
CD-DA / CD-ROM700 MB / 80 minStandard (Red Book / Yellow Book)
CD-RW185 MB (originale) / 700 MB (High Speed)Lega a cambiamento di fase, multi-velocità
CD-R DL / CD-RW DL8.5 GBDoppio strato (raro, mai mainstream)

Audio e Video

La traccia a spirale è **5,6 km lunga** su un disco da 700 MB — un capolavoro di produzione di precisione.

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