Comment les lasers sont-ils utilisés dans les lecteurs de CD ?

La pureté et la cohérence de la lumière laser la rendent bien adaptée aux applications sophistiquées, y compris les lecteurs de disques compacts (CD). La lumière peut être focalisée avec une extrême précision, ce qui lui permet de détecter les creux microscopiques qui forment la surface d’un CD de musique. Les circuits électroniques captent le flux de motifs clairs et sombres que la lumière détecte et les décode en musique de haute qualité.

Histoire

Le lecteur de vidéodisque des années 1970 était un ancêtre du lecteur de CD moderne. Il a également utilisé un laser pour capter des informations codées sur la surface d’un disque optique en rotation. Dans un lecteur de disque laser, un tube contenant de l’hélium et des gaz néon produisait de la lumière laser. Lorsque les premières petites diodes laser pratiques ont été mises au point quelques années plus tard, elles ont remplacé les tubes laser à gaz, plus coûteux et plus encombrants. Ces lasers moins coûteux ont rendu possible de nouvelles applications, comme les lecteurs de musique.

Lumière

Contrairement à la lumière d’une ampoule ou d’une diode électroluminescente (DEL), la lumière d’un laser se compose d’une seule couleur pure. Toutes les ondes de la lumière sont synchronisées, ce qui lui permet de voyager dans des faisceaux précis qui ne s’étalent pas. Ces propriétés sont importantes pour un disque compact car les données musicales sont regroupées en pistes d’environ un millième de millimètre de large. Une lentille focalise la lumière du laser sur un petit point qui peut trouver ces traces.

Fosses

Dans les pistes du CD, la musique a été enregistrée sous forme de données numériques sous la forme d’une série de minuscules fosses de 125 nanomètres (nm) de profondeur et de 500 nm de largeur. La lumière laser se réfléchit sur ces fosses au fur et à mesure que le CD tourne, envoyant un flux d’éclairs binaires marche-arrêt à un détecteur. Ceci envoie les données du disque à un débit de plus de quatre millions de bits par seconde. Comme la fréquence de la lumière laser est des milliards de fois plus rapide, elle peut facilement transporter cette quantité d’informations.

Détecteur

Un détecteur électronique appelé photodiode reçoit les impulsions lumineuses rapides réfléchies par la surface du CD. La photodiode est sensible à la lumière laser, la convertissant en signaux électriques. Il envoie ces signaux aux circuits électroniques du lecteur, qui décodent l’information en musique stéréo. Ces signaux contiennent également les titres des albums et des chansons, l’emplacement des pistes et d’autres données.

Enregistrement

Certains lecteurs de CD sont capables d’enregistrer de la musique. Pour ce faire, vous avez besoin d’un CD enregistrable, appelé CD-R ou CD-RW. Pour jouer de la musique, le lecteur peut utiliser une diode laser de puissance modeste. Pour enregistrer de la musique, la diode doit être plus puissante, capable de chauffer de minuscules points dans le matériel du CD et d’écrire les données musicales de façon permanente sur le CD.