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A tecnologia Blu-Ray utiliza um laser azul-violeta usado para ler e gravar dados no disco. Este laser tem um comprimento de onda menor do que o laser vermelho usado pelos aparelhos de DVD, o que permite uma maior densidade de gravação.
Durante a gravação de um disco Blu-Ray um laser azul-violeta de alta potência é usado para queimar buracos na superfície do disco. Esses buracos são conhecidos como pits (sulcos) e as áreas na superfície do disco que não foram queimadas são conhecidas como lands (áreas lisas).
Na leitura do disco Blu-Ray um laser azul-violeta com intensidade menor incide sobre os sulcos e áreas lisas. Quando a luz incide sobre um sulco, ela é reflectida com menor intensidade em relação à luz reflectida por uma área lisa. Isto acontece porque a altura de um sulco corresponde a ¼ do comprimento de onda, e por essa razão a luz reflectida chega ao dispositivo fotodetector do leitor Blu-Ray desfasada em meio comprimento de onda (¼ na ida + ¼ na volta = ½). É dessa forma que o leitor Blu-Ray diferencia um sulco de uma área lisa: a quantidade de luz refletida por uma área lisa é maior do que a refletida por um sulco.
A princípio é fácil pensar-se que cada ponto onde a luz é reflectida com maior intensidade(área lisa) equivale a um bit 1, enquanto que em cada ponto onde a luz é reflectida com menor intensidade (sulco) equivale a um bit 0. Acontece que o leitor Blu-Ray usa uma transição sulco/área lisa ou área lisa/sulco para representar um bit 1, e ausência para representar um bit 0.
A um bit lido desta forma é chamado bit óptico. Para que estes sejam tomados como bits de dados é necessário convertê-los utilizando modulação. A tecnologia Blu-Ray utiliza o esquema de modulação 17PP que converte um número variável de bits ópticos em bits de dados com base em regras definidas pelo algoritmo de modulação.
Os sulcos e áreas lisas de um disco Blu-Ray (tal como acontece nos CDs e DVDs), são organizados numa trilha em forma de espiral que começa do centro do disco em direcção à sua borda. Quanto menor a distância entre as trilhas da espiral, mais dados podem ser armazenados no disco. Nos discos Blu-Ray a distância entre as trilhas da espiral é menor em relação aos discos DVD ou HD-DVD. 
