Grundlagen: CD-ROM

Das optische System

Ein Laserstrahl tastet die Informationsspur auf der CD ab. Der Strahl hat den Vorteil, berührungs- und damit verschleißfrei für das Medium zu sein.

Ein Halbleiterlaser erzeugt den notwendigen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 780 nm. Das Beugungsgitter weitet den Strahl auf. Er passiert einen halbdurchlässigen Spiegel, und eine Sammellinse (Kollimator) parallelisiert den Strahl. Ein Fokussierungs-Linsensystems verengt ihn, sodass er beim Auftreffen auf die CD-Oberfläche nur etwa 0,8 mm breit ist.

Der Strahl wird an der Oberfläche der CD gebrochen. Der Grund dafür ist, dass der Lichtbrechungsindex von 1,55 des Trägermaterials höher ist als der von Luft mit 1,0. Die Brechung des Strahls bewirkt eine Bündelung von 800 µm Breite an der CD-Oberfläche auf letztendlich 1,7 µm, wenn er auf die Datenspur trifft. Das entspricht ungefähr der dreifachen Pitbreite. Auf Grund dieser Eigenschaft des Trägermaterials wirken sich kleine Kratzer oder Staubpartikel auf der CD-Oberfläche kaum aus. Man geht davon aus, dass Staub oder Kratzer, die kleiner als 0,5 mm sind, keine Lesefehler des Laufwerks nach sich ziehen.

Trifft der Laserstrahl auf ein Pit, muss er wegen der Pittiefe eine längere Strecke zurücklegen als bei einem Land. Die Differenz beträgt etwa die halbe Wellenlänge des Strahls. Dadurch löschen sich die von Pits und Lands reflektierten Strahlen über Interferenz teilweise aus. Bei Übergängen zwischen Pits und Lands ist der reflektierte Strahl also deutlich schwächer. Er durchläuft nun den umgekehrten Weg bis zum Spiegel. Dort wird er abgelenkt und trifft auf eine Fotodiode, die die Amplitudenschwankungen erkennt.