Pomyślany był on jako nowe medium do rozpowszechniania muzyki. Muzyki zapisanej cyfrowo. Miał wyprzeć oferowane wówczas nośniki analogowe.

Już sama nazwa "płyta" kompaktowa, kojarzy się nam z niegdyś popularną, czarną płytą analogową, ale ma z nią tylko jedną zasadniczą rzecz wspólną - kształt. Płyta CD jest płaskim krążkiem o średnicy 12 cm. Składa się z paru warstw, z których najważniejszy jest milimetrowej grubości krążek z włókna poliwęglanowego.

Znajdują się na nim wypustki odciśnięte specjalną prasą podczas produkcji dysku. Krążek poliwęglanowy pokryty jest warstewką aluminium, ta z kolei lakierem ochronnym, a na nim znajduje się zazwyczaj nadruk informacyjny lub reklamowy.

Wypustki tworzą w aluminium dołki, te zaś układają się na płytce CD w spiralnie ułożoną ścieżkę, podobnie jak w przypadku ścieżki na płytach analogowych, z tą róznicą że odczytu nie dokonuje igła , lecz cieniutki promień lasera, emitowany przez głowice czytnika CD.

Rysunek przedstawia mechanizm odczytu w czytniku CD

CZYTANIE LASEREM

W jaki sposób z serii dołków i wypustek na krążku CD odtwarzacz jest w stanie uzyskać logiczne zera i jedynki? Zwykłe płytki CD czytane są jednostronnie - od strony spodniej. Pod srebrnym krążkiem, który zazwyczaj jest wsuwany do wnętrza czytnika na specjalnej tacy, porusza się na szynach mała głowica laserowa. Emitowany z niej promień lasera przechodzi bez załamania przez przezroczystą warstwę poliwęglanową i dociera do warstwy aluminium. Tam albo załamuje się na dołku (pit), albo odbija się bez załamania na płaskiej powierzchni, tzw.landzie.

Promień odbity dociera (lub w przypadku załamania - nie dociera) do elementu światłoczułego, gdzie przekształcany jest w impuls elektryczny. Dane zapisane są na płycie CD przy użyciu tzw. metody zmiennej fazy: zmiana stanu z pitu (dołka) na land (płaska powierzchnia) lub odwrotnie oznacza jedynkę. Jeśli owa zmiana nie nastąpiła - oznacza to zero.

Pierwsze czytniki CD - ROM obracały płytkę z tą samą prędkością, jak odtwarzacze CD -Audio - bazowały bowiem na tych ostatnich. Efektywna prędkość przesyłanych przez nie danych była niższa niż w przypadku muzyki i wynosiła 150 kB/s (muzyczny odtwarzacz CD czyta dane z prędkością 171 kB/s). Parę lat po pierwszym czytniku CD-ROM pojawiły się nowe generacje zdolne do transferu danych z płyty z szybkością 300 kB/s., a więc dwa razy większą. W raz z pojawieniem się dwukrotnie szybszych napędów CD-ROM, te pierwsze nazwano "Single Speed" (pojedyńczej prędkości), zaś nowe urządzenia -"Double Speed" (podwójnej prędkości). Wkrótce potem zaczęły się pojawiać czytniki o coraz większych szybkościach, która dziś jest ponad 20 razy większa od prędkości odczytu pierwszego odtwarzacza CD!

TECHNIKA ZAPISU JEDNOKROTNEGO

Ogromny przełom w dziedzinie CD nastąpił jeszcze w 1989 r. Wtedy to firma Meridian Data wprowadziła pierwsze urządzenie do nagrywania domowym sposobem płyt kompaktowych - CD Master. Przede wszystkim zmienił się sam nośnik. Nadal jego najgrubszą warstwą warstwą pozostaje tej samej wielkości krążek poliwęglanowy, który jest w tym wypadku jednak z wierzchu gładki. Na niego została naniesiona nowa warstwa, barwnika cyjaninowego, ftalocyjaninowego lub azowego - fotoczułych związków chemicznych, podobnych do używanych w fotografii. Dopiero na tę fotoczułą warstwę napylona jest warstwa odblaskowa, złota lub srebrna. Dalej jest jak w przypadku płyt tłoczonych (tradycyjnych): warstwę mechaniczną chroni lakier, a ewentualnie na nim napisy, logo producenta itp.

Na czym polega zapis w CD-Recorderze? Laser o długości fali 780 nm z nagrywarki, o znacznie większej mocy niż ten zastosowany w czytnikach CD-ROM, rozgrzewa warstewkę organiczną, która w miejscu ogrzania staje się chropowata, mętna (jest to chemiczna reakcja np.cyjaniny na podgrzanie). Te zmęntniałe punkty cyjaniny pełnią tę samą funcję, co pity w wytłoczonym tradycyjnie krążku - absorbują światło lasera. Dla czytnika CD nie ma znaczenia, czy promień lasera zostaje załamany, czy pochłonięty; ważne jest, że w obu przypadkach nie padnie on na fotodiody. Zatem nagrana płyta CD-R po włożeniu do zwykłego czytnika CD-ROM czy odtwarzacza CD-Audio (jeśli nagraliśmy płytę z muzyka) nie zostanie przez te urządzenia odróżniona od płyty tłoczonej.

ZAPIS WIELOKROTNY

Ponownie zmianie uległ głównie nośnik. Zamiast warstwy organicznej, zastosowano specjalną substancję, która pod wpływem działania lasera o jednej długości fali staje się krystaliczna i jest w stanie przepuszczać światło (promień lasera podczas czytania przechodzi swobodnie do warstwy odblaskowej, gdzie odbjia się i wraca do fotodiody), zaś pod wpływem lasera o innej długości fali staje się amorficzna i światło po prostu absorbuje.

Pierwsze urządzenia wielokrotnego zapisu (zwane CD-RW, czyli CD-ReWritable lub CD-E, czyli CD-Erasable) zaczęły pojawiać się w bieżącym roku i zostały entuzjastycznie przyjęte przez rynek konsumencki. Płyty jednokrotnego zapisu będą jednak jeszcze dość długo stosowane ze względu na dwa zasadnicze czynniki - dzięsięciokrotnie niższą cenę niż krążki CD-RW oraz fakt, że płytki CD-RW nie są czytane przez większość dzisiejszych napędów CD-ROM (które to nie mają żadnych problemów ze zwykłymi płytkami CD-R). Przyczyną tego jest dość duży współczynnik pochałaniania światła przez substancję światłoczułą zastosowaną w płytkach CD-RW nawet wtedy, gdy jest ona w fazie krystalicznej. Promień lasera musi przejść przez tę warstwę dwukrotnie, w wyniku czego do fotodiody wraca on znacznie osłabiony - ma moc sześciokrotnie mniejszą niż podczas emisji z głowicy czytającej (wiązka lasera odbita od płytki CD-R jest tylko dwa razy słabsza od emitowanej).

Producenci CD-ROM-ów zwiększyli już czułość układów odczytu w swoich napędach, w związku z czym najnowsze urzązenia tego typu radzą sobie także z płytkami wielokrotnego zapisu.