optisches Laufwerk

Ein optisches Laufwerk ist ein Datenspeichergerät, das einen fokussierten Laserstrahl nutzt, um Pits und Lands zu lesen, die auf der reflektierenden Oberfläche einer rotierenden Disc codiert sind. Der Laser reflektiert von diesen mikroskopischen Oberflächenstrukturen, und eine Photodiode erfasst das zurückgeführte Licht, um digitale Daten zu rekonstruieren. CD-, DVD- und Blu-ray-Laufwerke sind die häufigsten Varianten und arbeiten jeweils bei unterschiedlichen Wellenlängen und Speicherdichten.

Die drei Hauptformate unterscheiden sich in Pit-Größe, Spurabstand und Wellenlänge. CD-Laufwerke nutzen einen Infrarotlaser mit 780 Nanometern Wellenlänge, um Discs mit 1,6 Mikrometer Spurabstand und Pits ab 0,83 Mikrometer Größe zu lesen. DVD-Laufwerke verkleinerten die Wellenlänge auf 650 Nanometer, was einen Spurabstand von 0,74 Mikrometer und höhere Dichte ermöglicht. Blu-ray-Laufwerke nutzen blauviolette Laser mit 405 Nanometer Wellenlänge, was Pit-Dimensionen von 0,15 mal 0,32 Mikrometer und eine Kapazität von 25 oder 50 Gigabyte auf einlagigen oder zweilagigen Medien ermöglicht.

Optische Laufwerke dominieren den Verbraucher- und Enterprise-Speicher von den 1990er Jahren bis in die frühen 2010er Jahre. Sie bleiben im Einsatz für Softwareverteilung, Archivierung und dort, wo Einmal-Beschreib-Formate (CD-R, DVD-R) rechtliche oder Compliance-Vorteile bieten. Industrielle Anwendungen umfassen eingebettete Systeme in Geräten, Infotainment-Systeme im Automobil und Fertigungsausrüstung, die von optischen Medien bootet. Allerdings haben Solid-State-Speicher und Netzwerkverteilung optische Laufwerke in der Mainstream-Computertechnik zunehmend obsolet gemacht.

Optische Laufwerke verschleißen durch Verschmutzung der Linse, Verschleiß des Spindelmotors und Ausfälle der Laserdiode. Staubablagerungen auf der Objektivlinse reduzieren den Lichtdurchsatz; eine Reinigung ist möglich, erfordert aber Demontage. Lagerverschleiß in Spindelmotoren führt zu Disc-Flattern und Lesefehlern. Laserdioden verlieren mit der Zeit an Leistung und fallen katastrophal aus, wenn die Ausgangsleistung unter einen kritischen Schwellwert fällt, typischerweise etwa 100 Milliwatt für Verbraucher-CD- und DVD-Laufwerke. Medienverschmutzung, Verformung und oxidative Schäden an der reflektierenden Schicht verstärken diese Probleme.

Der Begriff "optisch" unterscheidet diese Laufwerke von Magnetspeichern (Festplatten, Bänder) durch die grundlegende Physik der Datenabruf. Der Name spiegelt das sichtbare und nahinfrarote Lichtwellenlängenspektrum wider, das für die Wechselwirkung mit den Medien genutzt wird, während Magnetlaufwerke auf elektromagnetische Felder setzen, um Magnetisierung zu erfassen. In industriellen Zusammenhängen werden optische Laufwerke wegen ihrer mechanischen Einfachheit gegenüber Festplatten, ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Vibration und Stoß während der Lagerung und der Schreibschutz-Sicherheit von gepressten Medien geschätzt.