MacBidouille

Le CD-R

  Le Compact Disc date du début des années 80. D'un diamètre de 12 cm, il permet de stocker environ 700Mo de données. Les données sont stockées sous forme de 0 et de 1, à l'aide de creux et de bosses. Je me permets tout de suite de préciser un point : contrairement à ce que beaucoup de gens affirment, ce ne sont pas les creux qui représentent les 1 et les bosses qui représentent les 0 (ou l'inverse). Les creux et les bosses représentent tous les deux des 0, ce sont les passages d'un creux à une bosse ou d'une bosse à un creux qui représentent les 1. Ceci étant dit, il faut savoir que les creux et les bosses sont très petits et invisibles à l'oeil nu. Les creux et les bosses d'un CD-ROM sont obtenus par pressage, alors que dans le cas d'un CD-R, c'est un Laser qui va créer ces creux et bosses. Un CD-R encore vierge présente une surface uniforme, et l'utilisation d'un Laser va modifier cette structure pour en quelque sorte créer les trous. On peut dire que la seule différence entre la lecture et la gravure d'un CD-R se trouve dans la puissance du Laser. La puissance est bien entendu plus importante pendant l'écriture, afin de modifier la surface du CD-R. Pour la lecture, la puissance est bien plus faible, afin de ne pas modifier la surface. Sinon on détruirait les données immédiatement après les avoir lues, ce qui n'est pas vraiment une bonne idée, quoi que cela pourrait par exemple servir à la réalisation de supports utilisable une seule fois.
  Le principe de lecture des informations sur un CD est en soit assez simple une fois que l'on a compris le principe des interférences lumineuses constructives et destructives. Le schéma suivant (issu du site "comment ça marche") permet de comprendre de quelle façon est constitué le mécanisme de lecture d'un CD-R (c'est donc pareil pour la gravure, il suffit juste d'augmenter la puissance du Laser) :

  Les données sur le CD sont enregistrées le long d'une spirale. Pour pouvoir lire toute la spirale, deux moteurs vont être nécessaires : un pour faire tourner le CD, un autre pour faire déplacer le miroir, afin d'envoyer le faisceau Laser sur les données à lire. Le faisceau Laser est créé par la diode Laser, traverse le miroir semi-réfléchissant, puis se réfléchit sur le miroir avant d'atteindre le CD. Il se réfléchit alors sur le CD, puis de nouveau sur le miroir et le miroir semi réfléchissant pour enfin arriver à la cellule photoélectrique (cellule dont le but est de transformer en signal électrique le signal lumineux reçu). Mais comment faire la différence entre un creux et une bosse avec ce système de lecture? C'est là que cela devient intéressant et que la théorie vue précédemment va nous servir.
  Nous avons vu pour certaines valeurs de déphasage entre deux ondes lumineuses, nous pouvons avoir des interférences constructives ou des interférences destructives. Le déphasage entre deux ondes vient de la différence du trajet parcouru entre les deux ondes. Si cette différence de trajet est bien calculée, nous aurons soit une interférence constructive, soit une interférence destructive, soit entre les deux. Ici, nous avons bien deux ondes qui vont pouvoir se superposer : l'onde émise par le Laser et l'onde réfléchie par le CD. Et là, miracle, on se rend compte que la profondeur des creux est exactement égale au quart de la longueur d'onde du Laser utilisé pour lire le CD. En quoi est-ce si bien? Tout simple : l'onde qui va se réfléchir dans un creux va ainsi parcourir une moitié de longueur en plus, un quart à l'aller et un quart au retour. Et cette demi longueur d'onde en plus, cela va exactement correspondre mathématiquement à un déphasage qui produira une interférence destructrice. Ainsi, quand l'onde lumineuse du Laser va lire une bosse, on n'aura pas de déphasage, et donc on aura une interférence constructive, c'est à dire que la cellule photoélectrique sera éclairée. Par contre, quand on lira un creux, alors il y aura interférence destructive, donc zone sombre, ce qui veut dire que la cellule photoélectrique ne va pas recevoir de lumière. On peut donc savoir si on lit un creux ou une bosse, suivant la quantité de lumière reçue par la cellule photoélectrique, qui se charge de convertir tout cela en signal électrique, comme son nom l'indique.
  Voilà donc comment on peut lire grâce à un Laser les informations codées sous forme de 0 et de 1 sur un CD, et convertir tout cela en signal électrique dont on pourra faire ce que l'on veut ensuite. Dans ce mécanisme de lecture, on peut voir qu'à aucun moment, une tête de lecture frotte sur le CD. Tout se fait sans contact, donc sans frottement, ce qui veut surtout dire pas d'usure sur le CD et donc une durée de vie infinie a priori, contrairement aux vieilles cassettes VHS où les têtes de lecture frottaient sur la bande réduisant d'autant la durée de vie de l'ensemble.