Optiskos diskus pēc uzglabājamā datu apjoma iedala trīs paaudzēs:

• CD (compact disc) – informācijas ieraksts tiek veikts ar infrasarkanā starojuma lāzerdiodi (ar 780 nanometru (nm) viļņa garumu). Standarta CD var uzglabāt līdz 700 MB informācijas;
• DVD (digital versatile disc) – ieraksts ar sarkanu lāzerdiodi (650 nm), var uzglabāt līdz 4,7 GB;
• BD (Blu-ray disc) – ieraksts ar zili violetu lāzerdiodi (405 nm), var uzglabāt līdz 25 GB.

Paralēli katrai no paaudzēm izšķir vairākus disku formātus:

• ROM (read only) – tikai nolasāms disks;
• R (recordable) – vienreiz ierakstāms un daudzkārt nolasāms disks;
• RW (rewritable) – vairākkārt ierakstāms disks (Blu-ray diskiem apzīmē arī ar RE – recordable erasable).

Optiskā starojuma ģenerēšanu lāzerdiodē skaidro pusvadītāju fizika un lāzerfizika. Starojuma pārraidi līdz diskam un mijiedarbību ar to raksturo optika. Informācijas uzglabāšanas principus optiskajā diskā apskata datorzinātne.

Viens no aizsācējiem optisko disku tehnoloģijā bija amerikāņu zinātnieks Deivids Gregs (David Paul Gregg). Patentus par saviem izgudrojumiem D. Gregs iesniedza 1961. un 1969. gadā. 60. gadu beigās pie optiska datu ieraksta paralēli strādāja amerikāņu izgudrotājs Džeimss Rasels (James Russel). Dž. Rasela realizācija būtiski atšķīrās no mūsdienu digitālās informācijas ieraksta optiskajos diskos ar to, ka datu nolasīšanai tika izmantots datu nesējam caurizgājušais starojums no lielas jaudas halogēnās lampas. 1969. gadā Nīderlandē uzņēmuma Philips Research fiziķis Pīters Krāmers (Pieter Kramer) radīja moderno disku standartu, kurā informācijas nolasīšana tiek veikta fokusēta lāzera starojuma atstarošanas režīmā.

Par vienu no pirmajiem komerciālajiem optisko disku produktiem 1978. gadā kļuva LaserDisc. Lai gan tehnoloģija bija daudzsološa analogam video ierakstam, disku lielo izmēru un augstās cenas dēļ tie nebija konkurētspējīgi ar video kasetēm. Pirmais CD, kura izstrādē sadarbojās uzņēmumi Philips un Sony, tika izlaists 1982. gadā. Sākotnēji CD formāts bija paredzēts mūzikas ierakstam, bet drīz to pielāgoja arī citu datu veidu uzglabāšanai. Pieaugošais pieprasījums pēc arvien lielākas diska ietilpības augstas kvalitātes video failu un citu datu glabāšanai veicināja jauna optiskā diska formāta izstrādi. Pēc jaunās paaudzes optisko disku formāta “kara” 20. gs. 90. gadu sākumā starp tehnoloģiju milžiem Philips un Sony no vienas puses un Toshiba, Time Warner un citām kompānijām – no otras 1995. gadā tika definēts CD pēcteča – DVD – standarts.

Pavērsiena punkts optisko disku attīstībā bija Šudži Nakamuras (中村修二), Hiroši Amano (天野 浩) un Isamu Akasaki (赤崎 勇) devums zilas gaismas emisijā no pusvadītāju materiālu struktūrām. Japāņu zinātnieku veiktie atklājumi sekmēja kompaktu un lētu zila un ultravioleta starojuma pusvadītāju lāzeru izstrādi. Izmantojot starojumu ar īsāku viļņa garumu, optiskā diska reljefā iespējams ierakstīt un nolasīt mazākas struktūras, līdz ar to pie viena un tā paša diska izmēra var ierakstīt vairāk informācijas. Par atklājumiem zilu gaismu emitējošu diožu attīstībā I. Akasaki, H. Amano un Š. Nakamuram 2014. gadā piešķirta Nobela prēmija fizikā.

1998.–2004. gadā ražotāji pievērsās optiskā diska formāta radīšanai, kur informācijas nolasīšanai tiktu izmantoti jaunie gaismas avoti. Tas radīja “karu” starp HD DVD (Toshiba) un BD (Sony) augstas izšķirtspējas optisko disku formātiem. Lielāks Holivudas filmu studiju atbalsts un Sony lēmums iekļaut BD atskaņotājus PlayStation 3 spēļu konsolēs nodrošināja Blu-ray formāta uzvaru.

Optisko disku veido vairāku materiālu slāņveida struktūra. Diska apakšēja virsma sastāv no caurspīdīga polikarbonāta slāņa pamatnes, virs kuras atrodas plāns slānis informācijas ierakstīšanai un glabāšanai. Tālāk seko gaismu atstarojošs slānis krītošā lāzera stara atstarošanai, kurš tiek pārklāts ar aizsargslāni. Optiskā diska virsējā puse paredzēta diska apdrukai ar tekstu vai attēliem.

Kopīgais visu mūsdienu disku formātiem ir tas, ka dati ir ierakstīti ciparu formātā kā binārā koda “1” un “0”. Lielāku diska ietilpību var nodrošināt, diska reljefā veidojot mazākas struktūras. Rezultātā tiek palielināts informāciju saturošo elementu skaits, ko var izvietot 120 mm diametra optiskā diska virsmas laukumā. Informācijas nolasīšana tiek veikta, ar nelielas jaudas lāzera starojumu skenējot diska virsmu. Atkarībā no diska optiskajām īpašībām starojums tiek vai nu atstarots atpakaļ, vai arī izkliedēts. Fotodetektorā tiek reģistrēts atpakaļ atstarotais signāls (vai tā neesamība), ko pārveido elektriskajā signālā un novada uz pārējām datora komponentēm.

Tikai nolasāmajos (ROM) diskos informācija tiek glabāta alumīnija slānī izveidotā mikroskopisku bedrīšu un līdzenumu spirālveida struktūrā, kas tiek iespiesta rūpnīcā. Struktūras līdzenās vietas lāzera starojumu atstaro atpakaļ un tiek reģistrētas detektorā. No bedrīšu virsmām atstarotajam signālam notiek destruktīva interference, un signāls detektorā neparādās.

Ierakstāmo (R) disku polikarbonāta slānī ir iestrādāti spirālveida celiņi ar viļņveida struktūru, kas paredzēti lāzerdiodes starojuma un diska rotācijas ātruma kontrolēšanai. Šajā struktūrā papildus ir iekodēta diska ražotāja, tipa, ietilpības un cita veida informācija. Lietotāja datu ieraksta laikā paaugstinātas jaudas lāzerdiodes starojums tiek fokusēts un absorbēts fotojutīgā organiskās krāsvielas slānī. Vietās, kurās lāzers ir trāpījis, materiāls tiek modificēts, bet starojuma neskartās vietas saglabā savas sākotnējās īpašības. Informācijas nolasīšanas laikā tiek izmantots mazākas jaudas lāzera starojums. Diska pozīcijām, kurās krāsviela nav modificēta, starojums tiek cauri, tādējādi tas var atstaroties no virsējā slāņa un tikt reģistrēts detektorā. Diskā “iededzinātās” vietas nolasošo starojumu izkliedē, tādējādi signāls detektorā nepienāk. Ierakstošā starojuma radītās izmaiņas krāsvielā ir paliekošas, tādēļ šādu disku var ierakstīt tikai vienreiz, bet nolasīt daudzas reizes.

Vairākkārt ierakstāmo (RW) disku optisko vidi veido metālu sakausējums, kurā ar lāzera starojumu ir iespējams panākt kristālisku vai amorfu fāžu veidošanu, kas attiecīgi diska nolasīšanas laikā starojumu atstaro vai nu labāk, vai sliktāk. Informāciju no šāda diska iespējams izdzēst, ja ar atbilstošas jaudas starojumu fotojutīgais slānis tiek uzkarsēts, tādējādi atjaunojot materiāla struktūru sākotnējā fāzē.

Optiskos diskus izmanto iekārtu vadības programmatūras un darbības instrukciju glabāšanai, eksperimentos un aprēķinos uzkrātās informācijas ierakstīšanai, transportēšanai, kā arī datu rezerves kopiju veidošanai un uzglabāšanai.

Visu veidu optiskie diski tiek izmantoti kā pārnēsājamas datu uzglabāšanas ierīces. Lai gan ikdienas vajadzībām pusvadītāju atmiņas ierīces strauji aizstāj optiskos diskus, kompaktdiski vēl joprojām ir populārs formāts mūzikas ierakstīšanai un atskaņošanai, kamēr Blu-ray diskus izmanto augstas izšķirtspējas video failu izplatīšanai.

Nozīmīgākie optisko disku ražotāji ir Ritek, Sony, CMC Magnetics Corporation.

Lai optiskie diski saglabātu konkurētspēju ar citām mūsdienu informācijas glabāšanas ierīcēm, nepieciešams atrast risinājumus diska ietilpības un informācijas ierakstīšanas/nolasīšanas ātruma palielināšanai. Izstrādes stadijā ir 4. paaudzes hologrāfisko optisko disku tehnoloģijas, kuru ietilpība varētu sasniegt vairākus terabaitus. Šādos diskos vairāku lāzeru interferences aina tiktu ierakstīta hologrāfiskā slāņa tilpumā.

Optisko disku tehnoloģijas pašlaik piedzīvo norietu – jauni personālie un portatīvie datori tiek arvien retāk aprīkoti ar disku lasītājiem. Ikdienas pielietojumiem datus ir ērtāk glabāt kompaktajā cietvielu atmiņas ierīcē – zibatmiņā ‒, turklāt kompaktu viedierīču pieaugošās popularitātes dēļ arvien augstāks pieprasījums ir pēc tīmeklī balstītām informācijas glabāšanas metodēm.