Newsletter
Newsletter
Blu-Ray to technologia, która ma zastąpić używane już powszechnie płyty CD i DVD. Jest to odpowiedź producentów na potrzeby rynku związane z ciągle rosnącymi rozmiarami plików cyfrowych. Z punktu widzenia fotografii są to przede wszystkim stale zwiększające się rozdzielczości matryc. Jednak nowy standard znajdzie również zastosowanie przy przechowywaniu nagrań wideo w wysokiej rozdzielczości (HDV) i innych danych cyfrowych. Płyty standardu Blu-rayDisc (BD) mogą przechować od 25 GB do nawet 100 GB danych (w przypadku zapisu 4-warstwowego).
Firma Fujifilm wprowadza na rynek dwa nośniki zgodne z nowym standardem. Jest to płyta jednokrotnego zapisu BD-R oraz płyta BD-RE wielokrotnego zapisu. Obie oferują zapis jednowarstwowy i umożliwiają przechowanie 25GB danych (5 płyt DVD), co umożliwia przechowanie około 32 000 zdjęć lub 2 godziny filmu w wysokiej rozdzielczości (HDV) i aż 13 godzin filmu w standardowej rozdzielczości. Zapis odbywa się z prędkością do 2x, a odczyt danych do 72 Mbps (ponad 7 razy szybciej niż płyta DVD). Wymiary płyt BD są identyczne jak standardu CD/DVD jednak do skorzystania z nich potrzebne jest specjalne urządzenie - nagrywarka/odtwarzacz zgodny ze standardem BD. Płyty będą dostępne w cenie odpowiednio 80 i 100 zł.
Warto wspomnieć jeszcze kilka słów o standardzie Blu-Ray. Zwiększenie pojemności płyt było możliwe dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera o długości fali 405 nm (w rzeczywistości światło tego lasera jest fioletowe, a nie niebieskie). Dotychczasowe technologie zapisu optycznego korzystały z laserów podczerwonych (CD) i czerwonych (DVD) dysponujących dłuższą długością fali - odpowiednio 790 nm i 640 nm. Właśnie dzięki skróceniu fali lasera można było uzyskać gęstszy zapis danych. Technologia niebieskiego lasera została wynaleziona przez Japończyka Shuji Nakamurę, jednak w jej opracowaniu w aktualnej wersji duży udział miał także polski zespół z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN kierowany przez prof. Sylwestra Porowskiego. Więcej informacji na ten temat prezentujemy w cytowanych poniżej informacjach producenta oraz w tekście opisującym historię powstania niebieskiego lasera:
25 GB na zdjęcia - nowa płyta Fujifilm Blu Ray
Pojemność ponad wszystkie dostępna od zaraz
Warszawa, 11.10.2006 - Firma Fujifilm wychodząc naprzeciw rodzącemu się zapotrzebowaniu na nośniki o dużej pojemności, wprowadza na polski rynek nowatorskie płyty wykorzystujące do zapisu danych technologię Blu-Ray. Nowe płyty Fujifilm o pojemności 25GB, umożliwiają zachowanie:
- do 32.000 zdjęć, wysokiej rozdzielczości lub
- 13 godzin filmu w standardowej rozdzielczości lub
- 25 GB danych albo
- 2 godzin nagrania w najnowszym systemie High Definition
Nigdy wcześniej na jednym nośniku nie można było pomieścić tyle materiałów, do których byłby tak szybki i wygodny dostęp.
"Blu-Ray to najnowszy format zapisu optycznego, opracowany przez Blu-Ray Disc Association (BDA). Jest on podobny do płyt DVD, jednak, dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera, jest przede wszystkim znacznie bardziej pojemny" - wyjaśnia Krzysztof Powolny, Dyrektor Sprzedaży i Marketingu Fujifilm Polska.
Cechą wyróżniającą Blu-Ray jest długość fali - tylko 405 nm. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje to możliwość gęstszego zapisywania danych na nośniku. Najnowsze płyty Fujifilm Blu-Ray dysponują prędkością zapisu 1-2x i oferowane są w wersji zarówno jednokrotnego (BD-R), jak i wielokrotnego (BD-RE) zapisu, a także są kompatybilne z systemem AACS (Advanced Access Content System).
"Dzięki swoim właściwościom Fujifilm Blu-Ray zastępuje 5 płyt DVD, 36 płyt CD lub 17.361 dyskietek. Istotną korzyścią oferowaną przez nowy nośnik jest również szybki dostęp do zapisanych danych. Wkrótce zostaną wprowadzone nośniki o pojemności 50 GB" - opowiada Katarzyna Łazęcka, Product Manager Fujifilm.
Istotną innowacją jest możliwość nagrywania filmów w systemie High Definition. Od 2005 roku niektóre stacje TV rozpoczęły nadawanie programu telewizyjnego w wysokiej rozdzielczości, tzw. High Definition TV, co spowodowało upowszechnienie się dużych odbiorników telewizyjnych, przystosowanych do odbioru sygnału HDTV. Ponadto wiele studiów filmowych w Hollywood zapowiedziało premierę filmów właśnie w tym formacie. Znaczna część stacji telewizyjnych transmitowała mistrzostwa świata FIFA World Cup 2006 właśnie w tej technologii. Jest to niewątpliwie zapowiedzią rozwoju i upowszechnienia się systemu HD.
W celu zabezpieczenia przed przypadkowymi uszkodzeniami powierzchni płyty, Fujifilm Blu-Ray posiadają wzmocnioną warstwę ochronną na bazie węgla (Strong Hard-coat Protection Layer). Zapewnia ona długotrwałe użytkowanie, bez ryzyka uszkodzenia zapisanych na nim danych. Ponadto, dzięki użyciu wysokiej czułości warstwy nagrywalnej nośnika (Highly Sensitive Data Recording Layer), płyty Fujifilm Blu-Ray, oferują bezpieczne i wierne nagrywanie.
Płyta Blu-Ray to nie pierwsza innowacji zaprezentowana w tym przez Fujifilm. W styczniu firma wprowadziła na rynek płytę DVD Labelflash, która daje zupełnie niespotykaną dotąd możliwość wypalania za pomocą lasera etykiet bezpośrednio na płycie w kolorze błękitnym i 256 odcieniach metalicznej szarości . Technologia ta nie wymaga zastosowania drukarki ani żadnych materiałów eksploatacyjnych, takich jak tusz. Etykieta jest wypalana za pomocą promienia laserowego na głębokości 0,6mm, co zapewnia jej trwałość. Niezbędna jest nagrywarka z funkcją Labelflash (NEC A4551, A3551) Zarówno płyty, jak i nagrywarki są juz dostępne na polskim rynku. Inny rewolucyjny produkt Fujifilm to płyta CD-R for Digital Photo umożliwiająca przechowywanie zdjęć nawet do 100 lat. Nośnik ten pokryty jest specjalną warstwą ochronną, odporną na zarysowanie, promieniowanie UV i słoneczne, dzięki czemu w należyty sposób zabezpiecza zapisane na nim dane.
Niebieski laser - historia i zastosowania
prof. Sylwester Porowski - Instytut Wysokich Ciśnień PAN
_1094526942.jpg)
_1475239688.jpg)
_968856305.jpg)
Świat zalewa dziś coraz większa ilość informacji. Dawniej wystarczyło przechowywać ją w książkach - dziś chcemy zapisywać całe biblioteki na jednej płytce, nagrywać i oglądać filmy wysokiej rozdzielczości - godzina nagrania programu z nadchodzącej już telewizji wysokiej rozdzielczości (HDTV) zajmuje około 10-15 GB pamięci. Do utrwalania danych używa się już od jakiegoś czasu zapisu laserowego, wykorzystywanego w dzisiejszych płytach CD i DVD. Technika ta wykorzystuje lasery półprzewodnikowe - urządzenia o rozmiarach małego kryształka soli kuchennej. Aktywny, emitujący światło obszar jest w nich jeszcze milion razy mniejszy. Niezwykle trwałe, pobierające znikome ilości energii lasery półprzewodnikowe zamieniają na światło nawet do 90% pobieranej energii elektrycznej. Małe rozmiary emitującego światło obszaru sprawiają, że są one praktycznie rzecz biorąc punktowymi źródłami światła. Ta ich własność sprawia, że idealnie nadają się do gęstego zapisu informacji.
Wykorzystywane dziś powszechnie do zapisu na DVD lasery czerwone i wykorzystywane przez CD lasery podczerwone, wytwarzają światło o długości fali odpowiednio 640 i 790 nm. Jak dodatkowo udoskonalić taki zapis? Klucz do rozwiązania tkwi w wykorzystaniu światła o mniejszej długości fali, niebieskiego, fioletowego, a nawet ultrafioletowego. Wykorzystywany przez Blu-Ray laser, o długości fali 405 nm świeci zresztą nie na niebiesko, lecz właśnie na fioletowo (niebieski laser daje światło o długości fali zbliżonej do 460nm). Podobnie, jak cienkopisem zapisujemy mniejsze litery niż grubym pisakiem, laser niebieski (fioletowy) umożliwia w porównaniu z czerwonym zwielokrotnienie ilości zapisywanych na pojedynczej płytce danych.
Dlaczego więc półprzewodnikowych laserów niebieskich nie zastosowano wcześniej? Lasery czerwone produkuje się łatwiej. Arsenek galu, półprzewodnik niezbędny do ich wykonania, 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. Niezwykle 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). Niestety proces wytwarzania monokryształów GaN jest znacznie trudniejszy niż GaAs i podobny do procesu wytwarzania syntetycznych diamentów ?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 praktycznie niewykonalny i dlatego od lat 60-tych zeszłego stulecia próbowano zastąpić podłoża GaN łatwo dostępnymi podłożami szafirowymi. Niedopasowanie stałej sieci szafiru i osadzanego na nim azotku galu było jednak powodem powstawania dużej ilości defektów strukturalnych (dyslokacji), co uniemożliwiało wykonanie wydajnych przyrządów generujących światło niebieskie.
Dopiero w 1992 roku japoński wynalazca, Shuji Nakamura skonstruował pierwszą wydajną diodę niebieską, a cztery lata później pierwszy niebieski laser. Nakamura umiał wykorzystać materiał osadzony na podłożu szafirowym, mimo, że liczba defektów pozostawała nadal bardzo wysoka (106-1010/cm2). Obecność defektów w strukturze lasera utrudniała w bardzo istotny sposób, zbudowanie laserów dużej mocy.
Na początku lat 90-tych w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN opracowana została technologia otrzymywania kryształów azotku galu o bardzo wysokiej jakości strukturalnej - liczba defektów nie przekraczała 100/cm2 to jest, była co najmniej 10 000 razy mniejsza niż w najlepszym materiale osadzanym na szafirze.
W 1999 roku Shuji Nakamura użył naszego kryształu do zbadania wpływu defektów na własności laserów. Lasery zbudowane na polskim krysztale okazały się wielokrotnie lepsze od wcześniej konstruowanych, zarówno pod względem czasu życia jak i wydajności. Czas życia przy mocy 30 mW wzrósł 10-krotnie (z 300 do 3 000 godzin), a wydajność ponad dwa razy.
Ten wynik stał się głównym bodźcem do uruchomienia technologii wytwarzania laserów niebieskich w Polsce, szczególnie laserów dużej mocy. Mimo, że poziom niektórych elementów tej technologii nie dorównuje jeszcze poziomowi technologii japońskich, to zastosowanie kryształów podłożowych wysokiej jakości pozwoliło zbliżyć się polskim laserom pod względem mocy optycznej do najlepszych przyrządów japońskich.
Zastosowanie dobrego podłoża umożliwiło skonstruowanie pierwszych i jedynych jak do tej pory na świecie, laserów opartych o struktury warstwowe osadzane metodą epitaksji z wiązek molekularnych z plazmowym źródłem azotu (PA MBE). Metoda ta znakomicie sprawdziła się w laserach czerwonych z arsenku galu. Polskie wyniki wskazują, że tak samo jest w przypadku laserów niebieskich, pod warunkiem stosowania podłoża wysokiej jakości. Szczególnie dotyczy to laserów wysokiej mocy oraz laserów o jeszcze krótszej długości fali (UV).
Dalszy wszechstronny rozwój technologii startujących z szafirowych podłoży doprowadził do uruchomienia produkcji pierwszego masowego wyrobu, w którym wykorzystano niebieskie lasery półprzewodnikowe. Po 10 latach opanowano w Japonii produkcję laserów niebieskich o mocy 60 mW, co wystarcza do ich zastosowania w gęstym zapisie informacji na prezentowanych obecnie płytach Blu-ray BD-R i BD-RE na których można zapisywać do 25 GB danych.
Wielkie sukcesy technologiczne Nakamury, które stworzyły podstawy nowej dziedziny przemysłu oświetleniowego i elektronicznego zostały uhonorowane przyznaniem mu w tym roku nagrody Millenium Technology Prize, nazywanej często technologiczną Nagroda Nobla.
Gęsty zapis informacji to pierwsze i bardzo ważne zastosowanie niebieskich laserów. Ale to dopiero wierzchołek góry lodowej. Do czego posłużą lasery niebieskie, a szczególnie lasery dużej mocy? Po pierwsze - zwiększenie mocy umożliwi jeszcze szybszy zapis, co jest niezbędne w archiwizacji dużych ilości danych (np. zbiorów całej biblioteki). Zastosowaniem kolejnej cechy światła laserowego - jego spójności będą znacznie pojemniejsze od dotychczasowych pamięci holograficzne ? układy, w których informacja o pojemności setek gigabajtów jest z dużą szybkością zapisywana i odczytywana w trójwymiarowej strukturze krystalicznej za pomocą wiązki laserowej.
Dalsze zastosowania wynikają z większej energii kwantów światła niebieskiego niż światła czerwonego. Oznacza to, że lasery niebieskie znajdują zastosowania wszędzie tam, gdzie liczy się energia pojedynczego kwantu, przede wszystkim w spektroskopii. W dobie choroby szalonych krów i Alzheimera, a także zagrożenia bioterroryzmem poszukujemy urządzeń szybko i pewnie diagnozujących molekuły białek i innych substancji biologicznych. Światło lasera niebieskiego umożliwia pobudzanie do świecenia i rozpoznanie wielu cząsteczek niedostępnych do detekcji światłem czerwonym. Światło lasera niebieskiego można też wykorzystać w terapii - podczas operacyjnego leczenia nowotworów, a także chorób skórnych. Niebieskie światło znajduje też zastosowanie w chirurgii plastycznej i estetycznej. Lasery o małej długości fali można też wykorzystać do monitorowania stanu środowiska naturalnego, a w szczególności zdalnej detekcji zanieczyszczeń wody i atmosfery.
Kolejne zastosowania niebieskich laserów wiążą się z mechanizmem widzenia barw przez człowieka. Mówiąc w pewnym uproszczeniu, oko ludzkie składa wszystkie kolory z trzech barw: niebieskiej, zielonej i czerwonej. Tak, więc za pomocą zestawu laserów niebieskich, zielonych i czerwonych można odtworzyć, stosowany we wszelkich wyświetlaczach, system barw RGB. Pozwala to na zbudowanie prawdziwej telewizji projekcyjnej. Taką samą ideę wyświetlania obrazu można zastosować w komercyjnych rzutnikach (również kinowych) i wyświetlaczach urządzeń życia codziennego (komputery, palmtopy, telefony komórkowe).
Czy wszystkie te zastosowania pojawią się od razu? Dziś era laserów niebieskich dopiero się zaczyna. W wielu laboratoriach, również w Polsce pracuje się nad ich udoskonaleniem i wieloma wykorzystującymi je urządzeniami.
Warszawa 11.10.2006 r.
