Với sự ra đời của đĩa CD (Compact Disk) vào năm 1983, sự phát triển của công nghệ lưu trữ đĩa bằng kỹ thuật quang học với giá thành thấp đã tiến thêm một bước đáng kể và hứa hẹn sẽ tạo ra một cuộc cách mạng hóa trong việc lưu trữ dữ liệu trên máy tính. Trong những năm vừa qua, nhiều dạng hệ thống đĩa quang học đã được phát minh và ngày càng được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng máy tính. Bảng 5.1 liệt kê các loại thiết bị lưu trữ quang học đã được chế tạo và sử dụng trong khoảng thời gian từ năm 1983 cho đến nay.

Tiếp sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu công nghệ chế tạo và cách thức tổ chức dữ liệu của hai đại diện tiêu biểu trong số đó là CD-ROM và đĩa quang xóa được.

Hai loại đĩa audio CD và CD-ROM sử dụng công nghệ chế tạo tương tự nhau. Sự khác biệt chính ở đây là các thiết bị đọc CD-ROM có khả năng sửa lỗi nhằm bảo đảm dữ liệu được truyền chính xác từ đĩa vào máy tính. Mỗi đĩa được tạo thành từ nhựa tổng hợp, ví dụ như polycarbonate, và được phủ bởi một loại vật liệu có độ phản chiếu cao, thường là nhôm. Thông tin cần ghi dưới dạng số hóa (có thể là âm nhạc hoặc dữ liệu máy tính) được khắc lên bề mặt đĩa dưới dạng các chuỗi vết lõm cực nhỏ. Công việc này được thực hiện trước hết với một tia laser có cường độ cao cực nhạy nhằm tạo ra một đĩa chủ. Đĩa này sau đó sẽ được sử dụng làm khuôn để dập thành các bản sao. Phần bề mặt đã bị đục lỗ của các bản sao đó sẽ được phủ một lớp sơn trong suốt, giúp chúng không bị che lấp bởi bụi bẩn.

Thông tin được lấy ra từ CD hay CD-ROM bằng một tia laser có năng lượng thấp chứa trong thiết bị đọc đĩa quang hay ổ đĩa. Tia laser này sẽ chiếu qua lớp sơn bảo vệ trong suốt khi bề mặt đĩa được quay tròn ngang qua nó. Cường độ của tia sáng phản chiếu lại tia laser này thay đổi khi tia laser gặp phải một vết lõm. Sự thay đổi đó sẽ được nhận biết bởi một bộ dò sáng và được chuyển thành tín hiệu số.

Với cách chế tạo như trên, một vết lõm ở gần tâm của một đĩa quay sẽ đi qua một điểm cố định (chẳng hạn như một dòng laser) chậm hơn một vết lõm ở phía ngoài của đĩa. Do vậy cần phải có một cách nào đó để bù trừ lại sự biến đổi về mặt tốc độ, sao cho tia laser có thể đọc tất cả mọi vết lõm với cùng một tốc độ. Điều này có thể thực hiện được – như trên đĩa từ – bằng cách tăng khoảng cách giữa các bit thông tin được ghi lên từng phân đoạn đĩa. Khi đó thông tin có thể được quét ở cùng một tốc độ bằng cách quay đĩa ở một vận tốc cố định, được biết đến với tên gọi vận tốc góc không đổi (CAV – Constant Angular Velocity). Đĩa tận dụng khái niệm CAV được chia thành một số các cung (sector) hình quạt và thành một chuỗi những rãnh (track) đồng tâm. Lợi điểm của việc sử dụng CAV là những khối dữ liệu riêng lẻ có thể được định chỉ trực tiếp thông qua rãnh và cung. Để di chuyển đầu đọc từ vị trí hiện hành đến một địa chỉ được yêu cầu, chỉ cần tốn một khoảng thời gian ngắn cho việc đưa đầu đọc đến rãnh yêu cầu, sau đó chờ cho đến khi cung cần truy cập quay đến bên dưới nó. Bất lợi của kỹ thuật này là lượng dữ liệu được lưu trên các rãnh dài hơn ở phía ngoài đĩa và trên các rãnh ngắn hơn ở phía trong đĩa là như nhau.

Do việc đặt ít thông tin hơn ở phía ngoài của một đĩa sẽ làm lãng phí không gian lưu trữ, kỹ thuật CAV không được sử dụng trên CD và CD-ROM. Thay vào đó, thông tin được đóng gói đều nhau dọc theo đĩa trong từng phân đọan có cùng kích thước, và những phân đoạn này có thể được quét qua ở cùng một tốc độ bằng cách cho quay đĩa ở những vận tốc khác nhau. Các vết lõm sau đó sẽ được đọc bởi tia laser với vận tốc tuyến tính không đổi (CLV – Constant Linear Velocity). Đĩa sẽ được quay chậm hơn với những truy cập xảy ra ở vùng gần cạnh ngoài đĩa và nhanh hơn đối với các truy cập xảy ra ở vùng gần tâm đĩa. Do đó, dung lượng của một rãnh và độ trễ do quay đĩa đều tăng lên với những rãnh nằm gần cạnh ngoài của đĩa.

Đã có nhiều loại CD-ROM với các mật độ lưu trữ khác nhau được chế tạo. Một đĩa CD-ROM thông thường có khoảng cách từ rãnh này sang rãnh kế là 1.6 micron (1.6 X 10^-6 m). Bề rộng có thể ghi được của một CD-ROM dọc theo các bán kính của nó là 32.55 mm, do vậy tổng số rãnh có thể có là 32550 micron/1.6 micron = 20344 rãnh. Trong thực tế, chỉ có một rãnh xoắn ốc duy nhất, và chúng ta có thể tính được độ dài tổng cộng của rãnh này bằng cách nhân chu vi trung bình của đĩa với số lần xoắn của rãnh, con số này xấp xỉ bằng 5.27 km. Vận tốc tuyến tính không đổi của CD-ROM là 1.2 m/s, như vậy có tất cả 4391 giây, hay 73.2 phút để đi hết chiều dài của rãnh đó. Giá trị về thời gian này tương ứng với thời gian phát tối đa của một đĩa CD. Do dữ liệu được đọc từ đĩa ở mức 176.4 Kbyte/giây, chúng ta tính được dung lượng lưu trữ của một CD-ROM là 774.57 megabyte, hay xấp xỉ hơn 550 đĩa mềm 3.25 inch.

Thành tựu gần đây nhất trong lĩnh vực chế tạo thiết bị lưu trữ dữ liệu dạng quang học là đĩa quang có thể xóa được. Loại đĩa này có thể được ghi đi ghi lại nhiều lần như với một đĩa từ thông thường. Mặc dù có rất nhiều thử nghiệm đã được tiến hành, cho đến nay công nghệ chứng tỏ được khả năng thương mại trong việc chế tạo đĩa quang xóa được vẫn dựa trên các hệ thống quang – từ. Trong các hệ thống này, năng lượng của một chùm tia laser được sử dụng cùng với một từ trường để ghi và xóa thông tin thông qua việc làm đảo ngược các cực từ trong một vùng nhỏ của đĩa, vốn được phủ một lớp vật liệu từ tính. Chùm tia laser đốt nóng một vị trí được chỉ định cụ thể trên đĩa, và một từ trường có thể làm thay đổi hướng từ tại vị trí đó khi nhiệt độ tăng lên. Do quá trình cực hóa từ như vậy không tạo nên thay đổi về mặt vật lý của đĩa, đĩa có thể sử dụng được nhiều lần. Quá trình đọc đĩa được thực hiện thông qua việc dò hướng từ do các tia laser đã được cực hóa đảm nhận. Aùnh sáng đã cực hóa phản chiếu từ một vị trí trên đĩa sẽ thay đổi góc quay của nó tùy theo hướng của từ trường.

Các loại đĩa quang xóa được có nhiều ưu điểm so với đĩa từ do: