HD DVD与蓝光DVD产品技术分析

对蓝色激光所使用的半导体材料GaN（氮化镓）的商业应用研究始于1970年，距今已有36年之久。从一开始，GaN在高频和高温条件下能够激发蓝光的独特性质就引起了研究人员的极大兴趣，然而其制造工艺也是直到近十多年来才取得了一些实质性的突破：1993年，日本科学家Kamura xiuji首先成功开发出蓝色发光二极管和蓝色激光技术，为蓝色激光的商用和民用铺平了道路。蓝色激光是继红色激光、绿色激光之后的第三种激光。我们知道，通常的CD和VCD采用的是波长为780nm的红外激光，DVD采用的则是波长为635nm——650nm的红色激光。与前二者不同，蓝色激光DVD标准采用的是波长为405nm的蓝激光，其激光束聚焦后的焦点直径可以成比例地缩小，这就使得光盘中信息凹坑的长度缩短、间距缩小，从而有效地提高光盘介质的记录密度。这一特性也极大地迎合了当前人们对于信息存储容量的不懈追求……

随着信息时代的演进和发展，存储介质需具备更高的记录密度和容量才能满足信息存储的需求。比起以往使用VHS的磁带方式，光存储媒体更能确保信息的完整性、存储时间及具有任意读取功能。由于传统光盘的记录密度受限于读出光斑大小，即光学的衍射极限（diffraction limit）0.61l/NA（l：激光波长， NA：物镜的数值孔径，即Numerical Aperture）的限制。所以传统光盘技术要提高记录密度，最直接的办法就是使用短波长激光或提高物镜的数值孔径使光斑面积缩小，例如从CD（780nm，NA：0.45）提升至DVD（650nm，NA：0.6），乃至到现如今的蓝光光盘（405nm，NA：0.85）和HD DVD（405nm，NA：0.65）。在这些变迁中，相关厂商采用的办法概莫能外。

HD DVD基本规格

目前在DVD Forum组织下，由Toshiba和NEC等公司所主导并支持的蓝色激光光盘规格有别于Sony主导的“Blu -ray Disc”规格，这就是我们大家熟悉的HD DVD。HD DVD采用了更容易与现行DVD保持兼容性、NA为0.65的物镜，其光盘结构与目前的DVD相同，由2层厚度为0.6mm的基版胶合而成。


HD DVD除了比较容易与当前的DVD保持兼容外，另外Toshiba认为具有与现行DVD相同结构的“0.6mm方式”还具有下列优点：对于生产企业来说，HD DVD可以继续使用现有DVD工厂的生产设备，从而具有较低的生产成本。另外，HD DVD光盘与物镜具有较大的工作距离，因此不需要光盘盘盒，这样也就降低了光盘成本，并且比较容易作为可携带式电子产品上的存储装置。不过从另一方面来看，它也有少许的缺点，譬如：光盘的容许倾斜（Tilt）角度较小，如果切向偏差从DVD的0.3度缩小成0.2 度，为了控制由光盘弯曲和扭曲造成的倾斜角，就需要有倾斜伺服装置等。相对蓝光对倾斜角的容许量较大，因此不需要倾斜伺服。但是蓝光容易出现由厚度误差引起的球面像差，因此就必须加入补偿装置或者保护层厚度变化只容许3μm的误差。当然Toshiba也对0.1 mm保护层规格进行了两年时间的研究，最终在权衡这两种规格的优缺点之后，决定首先推广0.6 mm规格。

目前由Toshiba和NEC所主导的HD DVD光盘，有RW（可写）与ROM（只读）规格，其详细规格如表1所示。RW光盘容量为20GB，其中包含了三种提高容量的关键技术：为了提高记录容量，HD DVD使用了部分响应最大相似性技术（Partial Response Maximum Likelihood，即PRML）的处理方法、沟岸并写（Land/groove recording）的记录方式，用以增加记录空间及Low to high的记录媒体。使用PRML有别于蓝光所采用Limited EQ，将可更有效地检测更小的记录点，使得大幅度提升记录密度与容量成为可能。HD DVD采用的记录光盘是一种写前信号低于写后信号强度的新型记录方法，而此种方法将能够有效地降低轨道与轨道间的交叉擦除，进而可缩小轨道间距，并且可以使用沟岸并写的方式来提升记录容量。关于其存储容量，目前是这样：单层15GB、双层30GB。容量方面虽然与蓝光单层25GB、双层50GB的容量比起来要小一些，但是从理论上来说单面双层的30GB容量也能满足影视业者以及其他用户的需求。不过，HD DVD一方虽然一再表示目前的容量已经能够满足用户的需求，但是却又不声不响地在去年推出了Triple Layer HD DVD规范，即拥有三个记录层的HD DVD，其容量可以达到15×3＝45GB，已然逼近了双层BD-ROM标准50GB的容量，尽管蓝光一方对其表现出不屑一顾的态度，但它的出现仍是引起了业界的关注。

在著作权保护方面，HD DVD使用了与蓝光DVD一样的AACS（Advanced Access Content System，高级存取内容系统）技术，它是由 IBM、英特尔、微软、松下、Sony、东芝、迪士尼、华纳等信息、家电与好莱坞影业大厂所联合制订的著作权保护技术。这一技术本应该是2005年10月定案，11月开始发放授权码。不过由于延误，AACS直到12月下旬方正式定案，同时由于最终确认了关于高分辨率影像模拟输出的限制以及区域码等悬而未决的项目，这也使得蓝光DVD与HD DVD两标准的规格得以论定，从而进入实际量产上市的阶段。