Dysk Blu-ray

Płyta Blu-ray firmy Sony o pojemności 200GB

Blu-ray Disc (BD) – format zapisu optycznego, opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD, od którego odróżnia się większą pojemnością płyt, co jest możliwe dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera. Konkurencyjny dla HD DVD.

Opis

Ten typ nośnika pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach jednowarstwowych. W użytku są również płyty dwuwarstwowe o pojemności 50 GB. W 2010 roku rozszerzono standard Blu-ray dodając do specyfikacji trójwarstwowe płyty o pojemności 100 GB oraz czterowarstwowe o pojemności 128 GB. Nowe nośniki zostały nazwane BDXL. Nie są one kompatybilne ze starszymi urządzeniami, stworzono je głównie do zastosowań profesjonalnych. Istnieją również prototypowe wielowarstwowe nośniki o większych pojemnościach. Istnieją płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB oraz ośmiowarstwowe, na których można zapisać 200 GB informacji. Pioneer opatentował płytę szesnastowarstwową, która mieści do 400 GB danych. Do zapisywania na tym nośniku jest używany niebieski laser (w nagrywarkach DVD używany jest czerwony laser).

Podstawową różnicą pomiędzy tymi laserami jest długość fali – czerwony ma 650 albo 635 (nanometrów), podczas gdy niebieski tylko 405 nm.

Wykorzystywane do zapisu na DVD lasery czerwone i wykorzystywane przez CD lasery podczerwone, wytwarzają światło o długości fali odpowiednio 640 i 790 nm. By udoskonalić zapis wykorzystano światło o długości fali 405 nm, a więc światło fioletowe, choć utarło się, że mamy do czynienia z laserem niebieskim. Niebieskie światło ma długość fali zbliżoną do 460 nm. Mniejsza długość fali pozwala na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje to możliwość gęstszego zapisywania danych na jednostce powierzchni nośnika.

Dysk Blu-ray ma dwie warstwy: pierwsza o grubości 1,1 mm, druga – zapisywalna – o grubości 0,1 mm. Minimalna długość wgłębienia wynosi 0,15 µm. Przerwa między ścieżkami to 0,32 µm, a średnica plamki lasera wynosi 0,48 µm. BD-ROM wymagają specjalnej, mocnej warstwy ochronnej dla ścieżki zapisu, która leży na głębokości zaledwie 0,1 mm.

Istnieją wersje BD-ROM (Read Only Memory), BD-R (Recordable) i BD-RE (REwritable, do 1000 zapisów).

Technologia

Arsenek galu (GaAs), półprzewodnik niezbędny do wykonania czerwonego lasera, może być produkowany metodami zbliżonymi do tych, opracowanych wcześniej dla krzemu. Płytki wykonane z tego materiału stanowią idealne podłoże, na którym, z ogromną precyzją, układa się atomy tworzące aktywną część lasera generującą światło, tzw. studnie kwantowe o grubości kilkunastu do kilkudziesięciu warstw atomowych. Ważne jest to, żeby podłoże nie posiadało defektów zwanych dyslokacjami, a odległości między atomami podłoża i w studniach kwantowych były takie same. Dla laserów czerwonych te warunki można stosunkowo łatwo spełnić. W przypadku półprzewodnikowych laserów niebieskich najlepszym podłożem jest inny półprzewodnik, azotek galu (GaN). Proces wytwarzania monokryształów GaN jest znacznie trudniejszy niż GaAs i podobny do procesu wytwarzania syntetycznych diamentów, gdyż zarówno diament jak i GaN powstają w niezwykle wysokich ciśnieniach i temperaturach. Ponadto dla GaN konieczne jest zastosowanie wysokiego ciśnienia gazowego azotu, co technicznie jest bardzo trudne. Proces wysokociśnieniowej krystalizacji GaN wydawał się niewykonalny i od lat 60. XX wieku próbowano zastąpić podłoża GaN łatwo dostępnymi podłożami szafirowymi. Niedopasowanie stałej sieci szafiru i osadzanego na nim azotku galu było powodem powstawania dużej ilości defektów strukturalnych (dyslokacji), co uniemożliwiało wykonanie wydajnych przyrządów generujących światło niebieskie.