ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Принцип роботи лазера та його застосування
         

     

    Природничі науки


    Міністерство освіти і

    ПРОФЕСІЙНОГО ОСВІТИ

    УДМУРТСЬКА ДЕРЖАВНИЙ

    УНІВЕРСИТЕТ

    ІНСТИТУТ ПРАВА, СОЦІАЛЬНОГО

    УПРАВЛІННЯ ТА БЕЗПЕКИ

    КАФЕДРА Природознавство

    Р Е Ф Е Р А Т

    по Концепція сучасного природознавства на тему:

    «Принцип роботи лазера і його застосування »

    Виконала:

    Студентка гр. 12-11

    Чиркова С. С.

    ІЖЕВСЬК

    1999

    ПЛАН:

    1. Особливості лазерного випромінювання.
    2. Лазерна технологія.
    3. Газові лазери.
    4. Короткий історичний огляд.
    5. Напівпровідникові лазери:а) принцип роботи МО накопичувачаб) область застосування МО накопичувачав) перспективи розвитку
    6. Застосування лазерів у військовій техніці (лазерна локація)а) наземна локаціяб) голографічні індикатори на лобовому склі

    1. Особливості лазерного випромінювання

    Одним з найбільш чудових досягнень фізики другої половинидвадцятого століття було відкриття фізичних явищ, що стали основою длястворення дивного приладу-оптичного квантового генератора, аболазера.

    Лазер представляє собою джерело монохроматичного когерентного світлаз високою спрямованістю світлового променя. Саме слово "лазер" складено зперших літер англійського словосполучення, що означає посилення світла вВнаслідок вимушеного випромінювання ".

    Дійсно, основний фізичний процес, що визначає діюлазера, - це вимушене випускання випромінювання. Воно відбувається привзаємодії фотона з порушеною атомом при точному збігуенергії фотона з енергією збудження атома (або молекули)

    В результаті цієї взаємодії атом переходить у збудженомустан, а надлишок енергії випромінюється у вигляді нового фотона з точно такоїж енергією, напрямком розповсюдження та поляризацією, як і упервинного фотона. Таким чином, наслідком цього процесу єнаявність вже двох абсолютно ідентичних фотонів. При подальшомувзаємодії цих фотонів з порушеними атомами, аналогічними першійатому, може виникнути "ланцюгова реакція" розмноження однакових фотонів,
    "Летять" абсолютно точно в одному напрямку, що призведе до появивузьконаправленого світлового променя. Для виникнення лавини ідентичнихфотонів необхідна середовище, в якому збуджених атомів було б більше,чим не збудженому, оскільки при взаємодії фотонів з збудженомуатомами відбувалося б поглинання фотонів. Така середа називається середовищем з інверсної населеністю рівнів енергії.

    Отже, крім вимушеного випускання фотонів збудженимиатомами відбуваються також процес мимовільного, спонтанноговипускання фотонів при переході порушеними атомами в збудженомустан і процес поглинання фотонів при переході атомів ззбудженому стані в збуджений. Ці три процеси, які супроводжуютьпереходи атомів у порушені стану і назад, були постульовано А.
    Ейнштейном в 1916 р.

    Якщо число збуджених атомів велика і існує інверснаВиділення рівнів (у верхньому, збудженому стані атомів більше, ніжв нижньому, не збудженому), то перше ж фотон, що народився в результатіспонтанного випромінювання, викличе всенарастающую лавину появи ідентичнихфотонів. Відбудеться посилення спонтанного випромінювання.

    На можливість посилення світла в середовищі з інверсної населеністю зарахунок вимушеного випускання вперше вказав у 1939 р. радянськийфізик

    В. А. Фабрикант, що запропонував створювати інверсно населеність велектричному розряді в газі.

    При одночасному народження (принципово це можливо) великої кількості спонтанно іспущенних фотонів виникне велика кількість лавин,кожна з яких буде поширюватися у своєму напрямку,заданому початковим фотоном відповідної лавини. У результаті ми отримаємо потоки квантів світла, але не зможемо отримати нінаправленого променя, ні високою монохроматичністю, тому що кожна лавина ініціювалася власним первісним фотоном. Для тогощоб середу з інверсної населеністю можна було використовувати для генерації лазерного променя, тобто направленого променя з високоюмонохроматичністю, необхідно "знімати" інверсно населеність за допомогою первинних фотонів, вже володіють однією і тією ж енергією
    , що співпадає з енергією даного переходу в атомі. У цьому випадку мибудемо мати лазерний підсилювач світла.

    Існує, однак, і інший варіант отримання лазерногопроменя, пов'язаний з використанням системи зворотного зв'язку. Спонтаннонароджені фотони, напрямок розповсюдження яких неперпендикулярно площині дзеркал, створять лавини фотонів, що виходять замежі середовища. У той же час фотони, напрямок розповсюдженняяких перпендикулярно площині дзеркал, створять лавини, багаторазовопосилюються в середовищі внаслідок багаторазового відбиття від дзеркал. Якщоодне з дзеркал буде володіти невеликим пропусканням, то через ньогобуде виходити спрямований потік фотонів перпендикулярно площинідзеркал. При правильно підібраному пропущенні дзеркал, точної їх налаштуваннящодо один одного і відносно поздовжньої осі середовища зінверсної населеністю зворотній зв'язок може виявитися настількиефективною, що випромінюванням "убік" можна буде повністю знехтувати в порівнянні з випромінюванням, що виходить через дзеркала. На практиці це,дійсно, вдається зробити. Таку схему зворотного зв'язку називаютьоптичним резонатором, і саме цей тип резонатора використовують убільшості існуючих лазерів.

    У 1955 р. одночасно і незалежно Н.Г. Басовим і О. М. Прохоровимв СРСР і Ч. Таунсом в США був запропонований принцип створення першого вСвіт генератора квантів електромагнітного випромінювання на середовищі зінверсної населеністю, в якому вимушене випускання врезультаті використання зворотного зв'язку призводило до генераціїнадзвичайно монохроматичного випромінювання.

    Через кілька років, в 1960 р., американським фізиком Т. Мейманомбув запущений перший квантовий генератор оптичного діапазону - лазер, уякому зворотній зв'язок здійснювалася за допомогою описаного вищеоптичного резонатора, а інверсна населеність збуджувалася вкристалах рубіна, опромінюваних випромінюванням ксеноновим лампи-спалаху.
    Рубіновий кристал являє собою кристал оксиду алюмінію АL2О3 зневеликою добавкою = О, 05% хрому. При додаванні атомів хромупрозорі кристали рубіна набувають рожевий колір і поглинаютьвипромінювання в двох смугах ближньої ультрафіолетової області спектра.
    Всього кристалами рубіна поглинається близько 15% світла лампи-спалаху.
    При поглинанні світла іонами хрому відбувається перехід іонів узбуджений стан В результаті внутрішніх процесів порушенііони хрому переходять в основний стан не відразу, а через двапорушених рівня. На цих рівнях відбувається накопичення іонів, іпри досить потужною спалаху ксеноновим лампи виникає інверснанаселеність між проміжними рівнями і основним рівнем іонівхрому.

    Торці рубінового стрижня полірують, покривають що відображаютьінтерференційними плівками, витримуючи при цьому суворупаралельність торців один одному.

    При виникненні інверсії заселеність рівнів іонів хрому в рубіні відбувається лавинної наростання числа вимушено іспущенихфотонів, і зворотного зв'язку на оптичному резонаторі, утвореному дзеркаламина торцях рубінового стрижня, забезпечує формування вузьконаправленогопроменя червоного світла. Загальна тривалість лазерного імпульсу == 0.0001 с, трохикоротше тривалості спалаху ксеноновим лампи. Енергія імпульсу рубіновоголазера близько 1ДЖ.

    За допомогою механічної системи (що обертається дзеркало) абошвидкодіючого електричного затвора можна "включити" зворотний зв'язок
    (налаштувати одне з дзеркал) в момент досягнення максимальної інверсіїзаселеність і, отже, максимального посилення активного середовища. Уцьому випадку потужність індукованого випромінювання буде надзвичайно велика іінверсія населеності "зніметься" вимушеним випромінюванням за дуже короткийчас.

    У цьому режимі модульованим добротності резонатора випромінюєтьсягігантський імпульс лазерного випромінювання. Повна енергія цього імпульсузалишиться приблизно на тому ж рівні, що й у режимі "вільноїгенерації ", але внаслідок скорочення в сотні разів тривалості імпульсутакож у сотні разів зростає потужність випромінювання, досягаючи значення
    = 100000000Вт.

    Розглянемо деякі унікальні властивості лазерного випромінювання.

    При спонтанному випромінюванні атом випромінює спектральну лінію кінцевоїширини. При лавиноподібне наростання числа вимушено іспущенних фотонів всередовищі з інверсної населеністю інтенсивність випромінювання цієї лавини будезростати перш за все в центрі спектральної лінії даного атомногопереходу, і в результаті цього процесу ширина спектральної лініїпервісного спонтанного випромінювання буде зменшуватися. На практиців спеціальних умовах вдається зробити відносну ширину спектральноїлінії лазерного випромінювання в 1 * 10000000-1 * 100000000 разів менше, ніж ширинасамих вузьких ліній спонтанного випромінювання, що спостерігаються в природі.

    Крім звуження лінії випромінювання в лазері вдається отриматирозбіжність променя менше 0,00001 радіани, тобто на рівні кутових секунд.

    Відомо, що спрямований вузький промінь світла можна отримати впринципі від будь-якого джерела, поставивши на шляху світлового потоку рядекранів з маленькими отворами, розташованими на одній прямій.
    Уявімо собі, що ми взяли нагріте чорне тіло і за допомогою діафрагмотримали промінь світла, з якого за допомогою призми або іншогоспектрального приладу виділили промінь з шириною спектру,відповідної ширини спектра лазерного випромінювання. Знаючи потужністьлазерного випромінювання, ширину його спектру і кутову розбіжність променя,можна за допомогою формули Планка обчислити температуру уявногочорного тіла, використаного як джерело світлового променя,еквівалентного лазерним променем. Цей розрахунок приведе нас до фантастичноїцифрі: температура чорного тіла повинна бути порядку десятків мільйонів градусів! Дивна властивість лазерного променя - його високаефективна температура (навіть при відносно малої середньої потужностілазерного випромінювання або малої енергії лазерного імпульсу) відкриваєперед дослідниками великі можливості, абсолютно нездійсненнібез використання лазера.

    Лазери розрізняються: способом створення в середовищі інверсноїкількістю населення, або, інакше кажучи, у спосіб накачування (оптичне накачування,збудження електронним ударом, хімічна накачування і т. п.); робочоїсередовищем (гази, рідини, скла, кристали, напівпровідники і т.д.);конструкцією резонатора; режимом роботи (імпульсний, безперервний).
    Ці відмінності визначаються різноманітністю вимог до характеристиклазера в зв'язку з його практичними застосуваннями.

    2. Лазерна технологія

    Лазери знайшли широке застосування, і, зокрема, використовуються впромисловості для різних видів обробки матеріалів: металів,бетону, скла, тканин, шкіри і т. п.

    Лазерні технологічні процеси можна умовно розділити надва види. Перший з них використовує можливість надзвичайно тонкоїфокусування лазерного променя і точного дозування енергії як вімпульсної, так і в безперервному режимі. У таких технологічнихпроцесах застосовують лазери порівняно невисокою середньої потужності:це газові лазери імпульсно - періодичної дії, лазери накристалах ітрій-алюмінієвого граната з домішкою неодіма. За допомогоюостанніх були розроблені технологія тонких свердління отворів
    (діаметром 1 - 10 мкм і глибиною до 10 -100 мкм) в рубінових і алмазнихкаменях для годинникової промисловості та технологія виготовлення фільєрудля протяжки тонкого дроту. Основна область застосування малопотужнихімпульсних лазерів пов'язана з різкою і зварюванням мініатюрних деталей умікроелектроніці та електровакумне промисловості, з маркуванняммініатюрних деталей, автоматичним випалюванням цифр, літер, зображеньдля потреб поліграфічної промисловості.

    В останні роки в одній з найважливіших областеймікроелектроніки - фотолітографії, без застосування якоїпрактично неможливо надмініатюрні виготовлення друкованих плат,інтегральних схем та інших елементів мікроелектронної техніки,звичайні джерела світла замінюються на лазерні. За допомогою лазера на
    ХеСL (1 = 308 нм) вдається отримати дозвіл в фотолітографічним техніцідо 0,15 - 0,2 мкм.

    Подальший прогрес у субмікронними літографії пов'язаний ззастосуванням як експонуються джерела світла м'якогорентгенівського випромінювання з плазми, яка створюється лазерним променем. Уцьому випадку межа дозволу, що визначається довжиною хвилі рентгенівського випромінювання (1 = 0,01 - О, 001 мкм), виявляється просто фантастичним.

    Другий вид лазерної технології заснований на застосуванні лазерів з великоюсередньою потужністю: від 1 кВт і вище. Потужні лазери використовують у такихенергоємних технологічних процесах, як різання і зварювання товстих сталевихаркушів, поверхнева закалка, наплавлення і легування великогабаритнихдеталей, очищення будівель від забруднень поверхонь, різання мармуру,граніту, розкрій тканин, шкіри та інших матеріалів. При лазерної зварюванніметалів досягається висока якість шва і не потрібно застосуваннявакуумних камер, як при Електроннопроменева зварюванні, а це дуже важливо вконвеєрному виробництві.

    Потужна лазерна технологія знайшла застосування в машинобудуванні,автомобільної промисловості, промисловості будівельних матеріалів. Вонадозволяє не тільки підвищити якість обробки матеріалів, а й поліпшититехніко-економічні показники виробничих процесів. Так, швидкістьлазерного зварювання сталевих листів товщиною 14 мкм досягає 100мч привитраті електроенергії 10 кВт.год

    3. Газові лазери

    Газові лазери являють собою, мабуть, найбільш широкоякий використовується в даний час тип лазерів і, можливо, в цьому відношеннівони перевершують навіть рубінові лазери. Газовим лазерам також, по -Мабуть, присвячена більша частина виконаних досліджень. Середрізних типів газових лазерів завжди можна знайти такий, якийбуде задовольняти майже будь-якому вимога долазеру, за винятком дуже великої потужності у видимій областіспектру в імпульсному режимі. Великі потужності необхідні длябагатьох експериментів при вивченні нелінійних оптичних властивостейматеріалів. В даний час великі потужності в газових лазер неотримані з тієї простої причини, що щільність атомів у нихнедостатньо велика. Проте майже для всіх інших цілей можна знайтиконкретний тип газового лазера, який буде перевершувати яктвердотільні лазери з оптичною накачуванням, так і напівпровідникові лазери. Багато зусиль було спрямовано на те, щоб ці лазери могликонкурувати з газовими лазерами, і в ряді випадків був досягнутийпевний успіх, проте він завжди опинявся на межі можливостей,в той час як газові лазери не виявляють жодних ознакзменшення популярності.

    Особливості газових лазерів більшої часто обумовлені тим, що вони, як правило, є джерелами атомних абомолекулярних спектрів. Тому довжини хвиль переходів точновідомі вони визначаються атомної структурою і звичайно не залежать від умов навколишнього середовища. Стабільність довжини хвилі генераціїпри певних зусиллях може бути значно поліпшена в порівняннізі стабільністю спонтанного випромінювання. В даний час єлазери з монохроматічностио, кращою, ніж у будь-якому іншому приладі. При відповідному виборі активного середовища може бути здійсненагенерація в будь-якій частині спектра, від ультрафіолетової (~ 2ООО А) додалекій інфрачервоній області (~ 0,4 мм), частково захоплюючимікрохвильову область. Немає також підстав сумніватися, що в майбутньомувдасться створити лазери для вакуумного ультрафіолетової області спектра.
    Розрідженість робочого газу забезпечує оптичну однорідність середовища знизьким коефіцієнтом заломлення, що дозволяє застосовувати простуматематичну теорію для опису структури мод резонатора ідає впевненість у тому, що властивості вихідного сигналу близькі дотеоретичним. Хоча к. п. д. перетворення електричної енергії в енергіювимушеного випромінювання в газовому лазері не може бути таким великим,як в напівпровідниковому лазер, однак завдяки простоті управліннярозрядом газовий лазер виявляється для більшості цілей найбільшзручним в роботі як одна з лабораторних приладів. Щостосується великої потужності в безперервному ре жимі (впротилежність імпульсної мощності), то природа газових лазерівдозволяє їм у цьому відношенні перевершити всі інші види лазерів.

    4. Короткий історичний огляд

    Перші розрахунки, що стосуються можливості створення лазерів, і першийпатенти відносилися головним чином до газових лазерам, так як схемиенергетичних рівнів і умови збудження в цьому випадку більш зрозумілі,ніж для речовин у твердому стані. Однак перший був відкритий рубіновийлазер, хоча незабаром був створений і газовий лазер. Наприкінці 1960 Джаван,
    Беннет і Херріотт створили гелій-неоновий лазер, що працює вінфрачервоній області на ряду ліній у районі 1 мк. У наступні два рокигелій-неоновий лазер був вдосконалений, а також були відкриті іншігазові лазери,. працюють в інфрачервоній області, включаючи лазери звикористанням інших благородних газів і атомарного кисню. Однакнайбільший інтерес до газових лазерам був викликаний відкриттям генерації гелій -неонового лазера на червоній лінії 6328 А за умов, лише незначновідрізнялися від умов, за яких була отримана генерація в першійгазовому лазер. Отримання генерації у видимій області спектра стимулювалоінтерес не тільки до пошуків додаткових переходів такого типу, але і долазерним застосувань, так як при цьому були відкриті багато нових інесподівані явища, а лазерний промінь отримав нові застосування яклабораторного інструменту. Два роки, що пішли за відкриттямгенерації на лінії 6328 А, були насичені великою кількістю технічнихудосконалень, спрямованих головним чином на досягнення більшоїпотужності і більшої компактності цього типу лазера. Тим часомтривали пошуки нових довжин хвиль і були відкриті багато інфрачервоні ікілька нових переходів у видимій області спектра. Найбільш важливим зних є відкриття Матіасом і співроб. імпульсних лазерних переходів вмолекулярному азоті і в окису вуглецю.

    Наступним найбільш важливим етапом в розвитку лазерів було, по-
    Мабуть, відкриття Беллом наприкінці 1963 лазера, що працює на іониртуті. Хоча лазер на іони ртуті сам по собі не виправдав первинних надій на отримання великих потужностей в безперервному режимі вчервоною і зеленою областях спектру, це відкриття вказало новірежими розряду, за яких можуть бути виявлені лазерніпереходи у видимій області спектра. Пошуки таких переходів булипроведено також серед інших іонів. Незабаром було виявлено, що іониаргону являють собою найкращий джерело лазерних переходів звеликою потужністю у видимій області і що на них може бути отриманагенерація в безперервному режимі. В результаті подальшихудосконалень аргонового лазера в безперервному режимі булаотримана найбільш висока потужність, яка тільки можлива у видимійобласті. У результаті пошуків була відкрита генерація на 200 іоннихпереходах, зосереджених головним чином у видимій, а також уультрафіолетової частинах спектра. Такі пошуки, очевидно, ще незакінчені; в журналах з прикладної фізики і в технічних журналахчасто з'являються повідомлення про створення на нових довжинах хвиль,

    Тим часом. технічні удосконалення лазерів швидкорозширювалися, в результаті чого зникло багато "зачаровані" хитрощіперший конструкцій гелій-неонових та інших газових лазерів.
    Дослідження таких лазерів, розпочаті Беннет, продовжувалися до тихпір, поки не був створений гелій-неоновий лазер, який можна встановити на звичайному столі з повною упевненістю в тому, що лазер будефункціонувати так, як це очікувалося при його створенні. Аргоновийіонний лазер не досліджений настільки ж добре, а проте велике числооригінальних робіт Гордона Бріджеса і співроб. дає можливість передбачати врозумних межах можливі параметри такого лазера.

    Протягом останнього року з'явився ряд цікавих робіт,присвячених газовим лазерам, проте ще занадто рано визначати їх відносну цінність. На загальний подив найбільш важливимдосягненням було відкриття Пейтел генерації вимушеноговипромінювання в СО2 на смузі 1,6 мк з високим к.п.д.виходная потужністьв цих лазерах може бути доведена до сотень ват, що обіцяє відкрити цілунову область лазерних застосувань.

    5. Напівпровідникові лазери.

    Основним прикладом роботи напівпровідникових лазерів є магнітно -оптичний накопичувач (МО).

    а) Принципи роботи МО накопичувача.

    МО накопичувач побудований на поєднанні магнітного та оптичногопринципу зберігання інформації. Записування інформації проводиться придопомоги променя лазера й магнітного поля, а счітованіе за допомогою одного тількилазера.

    У процесі запису на МО диск лазерний промінь нагріваєпевні точки на диски, і під воздейстіем температуриопірність зміні полярності, для нагрітої точки, різко падає,що дозволяє магнітному полю змінити полярність точкі.После закінченнянагрівання опірність знову збільшується нополярность нагрітої точкизалишається у відповідності з магнітним полем застосованим до неї вмомент нагрівання. У наявних на сьогоднішній день МО накопичувачах длязапису інформації застосовуються два цикли, цикл стирання і цикл запису. У процесі стирання магнітне поле має однакову полярність,відповідну двійковим нулях. Лазерний промінь нагріває послідовно весь стирані ділянку і таким чином записує на дискпослідовність нулів. У циклі запису полярність магнітного поляміняється на протилежну, що відповідає двійковій одиниці. Уцьому циклі лазерний промінь включається тільки на тих ділянках, якіповинні містити двійкові одиниці, і залишаючи ділянки з двійковими нулямибез змін.

    В процесі читання з МО диска використовується ефект Керра,що полягає у зміні площини поляризації відбитого лазерногопроменя, залежно від напрямку магнітного поля що відбиваєелементу. Відображає елементом в даному випадку є намагніченапри записі точка на поверхні диска, що відповідає одному бітузбереженої інформації. При зчитуванні використовується лазерний промінь невеликийінтенсивності, що не приводить до нагрівання зчитує ділянки, такимчином при зчитуванні зберігається інформація не руйнується.

    Такий спосіб на відміну від звичайного застосовуваного в оптичних дискахНЕ деформує поверхню диска і дозволяє повторний запис бездодаткового обладнання. Цей спосіб також має перевагу передтрадиційної магнітної записом в плані надійності. Так якперемагнічеванііе ділянок диска можливо тільки під дієювисокої температури, то ймовірність випадкового перемагнічеваніядуже низька, на відміну від традиційної магнітного запису, до втратиякої можуть призвести випадкові магнітні поля.

    б) Область застосування МО

    Область застосування МО дисків визначається його високимихарактеристиками по надійності, об'єму і змінюваності. МО диск необхіднийдля завдань, що вимагають великого дискового об'єму, це такі завдання, як
    САПР, обробка зображень звуку. Однак невелика швидкість доступудо даних, не дає можливості застосовувати МО диски для завдань зкритичною реактивністю сістем.Поетому застосування МО-дисків в такихзавдання зводиться до зберігання на них тимчасової або резервної інформації. Для
    МО дисків дуже вигідним використанням є резервне копіювання жорстких дисків або баз даних. На відміну від традиційно застосовуваних дляцих цілей стримерів, при зберігання резервної інформації на МО дисках,істотно збільшується швидкість відновлення даних після збою. Це пояснюється тим, що МО диски є пристроями здовільним доступом, що дозволяє відновлювати тільки тідані в яких виявився сбой.Кроме цього при такому способівідновлення немає необхідності повністю зупиняти систему доповного відновлення данних.Еті гідності у поєднанні з високоюнадійністю зберігання інформації роблять застосування МО дисків при резервному копіюванні вигідним, хоча й більш дорогим у порівнянні з стримера.

    Застосування МО дисків, також доцільно при роботі зприватної інформацією великих обсягів. Легка змінюваність дисків дозволяєвикористовувати їх тільки під час роботи, не піклуючись про охорону комп'ютера внеробочий час, дані можуть зберігається в окремому, місці, що охороняється.
    Це ж властивість робить МО диски незамінними в ситуації колинеобхідно перевозити великі обсяги з місця на місце, наприклад з роботидодому і назад.

    в) Перспективи розвитку.

    Основні перспективи розвитку МО дисків пов'язані насамперед іззбільшенням швидкості запису даних. Повільна швидкість визначаєтьсяв першу чергу двухпрохідному алгоритмом запису. У цьому алгоритмі нуліта одиниці пишуться за різні проходи, через те, що магнітне поле,задають напрямок поляризації конкретних точок на диску, не можезмінювати свій напрямок досить швидко.

    Найбільш реальна альтернатива двухпрохідному запису - цетехнологія, заснована на зміну фазового стану. Така системавже реалізована деякими фірмами виробниками. Існують щекілька розробок в цьому напрямку, пов'язані з полімернимибарвниками і модуляціями магнітного поля і потужності випромінюваннялазера.

    Технологія заснована на зміні фазового стану,заснована на здатності речовини переходити з кристалічного станув аморфний. Досить висвітлити певну точку на поверхні дискапроменем лазера певної потужності, як речовина в цій точціперейде в аморфний стан. При цьому змінюється відображаєздатність диска в цій точці. Запис інформації відбуваєтьсязначно швидше, але при цьому процесі деформується поверхнюдиска, що обмежує число циклів перезапису.

    Технологія заснована на полімерних кристалах, такождопускає повторну запис. При цій технології поверхню дискапокривається двома шарами полімерів, кожен з якихчутливий до світла певної частоти. Для записувикористовується частота, ігнорованих верхнім шаром, але викликає реакцію внижньому. У точці падіння променя нижній шар розбухає і утворюєопуклість, яка впливає на відображають властивості поверхні диска. Длястирання використовується інша частота, на яку реагує тількиверхній шар полімеру, при реакції опуклість згладжується. Цей методяк і попередній має обмежене число циклів запису, тому що призапису відбувається деформація поверхні.

    У теперішній час вже розробляється технологія дозволяє змінюватиполярність магнітного поля на протилежну лише за кількананосекунд. Це дозволить змінювати магнітне поле синхронно знадходженням даних на запис. Існує також технологія побудована на модуляції випромінювання лазера. У цій технології дисковод працює в трьох режимах - режим читання з низькою інтенсивністю, режим запису зсередньою інтенсивністю і режим запису з високою інтенсивністю. Модуляціяінтенсивності лазерного променя вимагає більш складної структури диска, і доповнення механізму дисковода ініціалізувалися магнітом,встановленим перед магнітом зміщення і мають протилежнуполярності. У самому простому випадку диск має дві робочі шари --ініціалізувалися і записує. Ініціалізувалися шар зроблений зтакого матеріалу, що не започатковано магніт може змінювати йогополярності без додаткового впливу лазера. У процесізапису не започатковано шар записується нулями, а при діїлазерного променя середньої інтенсивності записує шарнамагнічується ініціалізувалися, при дії променя високоїінтенсивності, що записує шар намагнічується відповідно дополярністю магніту зсуву. Таким чином запис даних можевідбуватися за один прохід, при перемиканні потужності лазера.

    Безумовно МО диски перспективні і бурхливо розвиваютьсяпристрої, які можуть вирішувати назрівають проблеми з великими обсягамиінформації. Але їх подальший розвиток залежить не тільки від технологіїзапису на них, а й від прогресу в галузі інших носіїв інформації. Іякщо не буде винайдений більш ефективний спосіб зберігання інформації, МОдиски можливо займуть домінуючі ролі.

    6. Застосування лазерів у військовій техніці (лазерна локація) а) наземна локація

    Як повідомляє друк, за кордоном розробляється ряд стаціонарнихлазерних локаторів. Ці локатори призначені для стеження за ракетами напочатковому етапі польоту, а також для спостереження за літаками і супутниками.
    Велике значення надається лазерному локатор, включеному в систему ПРО і
    ПКО. За проектом американської системи саме оптичний локатор забезпечуєвидачу точних координат головної частини або супутника в систему лазерногоураження цілі. Локатор типу "ОПДАР" призначений для стеження за ракетамина активній ділянці їх польоту. Тактичні вимоги визначаютьнезначну дальність дії локатора, тому на ньому встановленийгазовий лазер, що працює на гелій-неонової суміші, що випромінюєелектромагнітну енергію на хвилі 0.6328мкм при вхідний потужності всього
    0.01Вт. Лазер працює в безперервному режимі, але його випромінювання модулюєтьсяз частотою 100МГц. Передавальна оптична система зібрана з оптичнихелементів за схемою Кассагрена, що забезпечує дуже незначну ширинурозбіжність променя. Локатор монтується на підставі, щодо якоговін може за допомогою стежить системи встановлюватися в потрібному напрямку звисокою точністю. Ця стежить система управляється сигналами, якінадходять через кодує пристрій. Розрядність коду становить 21одиницю двійкової інформації, що дозволяє встановлювати локатор в потрібномунапрямку з точністю близько однієї кутової секунди. Приймальна оптичнасистема має діаметр вхідної лінзи 300мм. У ній встановленийінтерференційний фільтр, призначений для придушення фонових перешкод, атакож пристрій, що забезпечує фазовий детектування відбитої ракетоюсигналів. У зв'язку з тим, що локатор працює по своїх об'єктах, то з метоюзбільшення відбивної здатності ракети на неї встановлюєтьсядзеркальний уголковий відбивач, який являє собою систему з п'ятирефлекторів, що забезпечують розподіл що впала на них світлової енергіїтаким чином, що основна її частина йде в бік лазерного локатора. Цепідвищує ефективність відбиває здатності ракети в тисячі разів. Локатормає три пристрої стеження по кутах: точний і грубий датчики по кутах іще інфрачервону що стежить систему. Технічні дані першого датчикавизначаються в основному оптичними характеристиками приймально-передавальноїсистеми. А так як діаметр вхідної оптичної системи дорівнює 300мм іфокусна відстань дорівнює 2000м, то це забезпечує кутову роздільнуздатність 80 кутових секунд. Скануючий пристрій має смугупропускання 100Гц. Другий датчик має оптичну систему з діаметром 150ммі менше фокусна відстань. Це дає роздільну здатність по кутувсього 200 кутових секунд, тобто забезпечує меншу точність, ніж перша. Уяк приймачів випромінювання обидва канали оснащені фотопомножувач, тобтонайбільш чутливими елементами з наявних. Перед приймачемвипромінювання розташовується інтерференційний фільтр з смугою пропусканнявсього в 1.5 ангстрема. Це різко знижує частку приходить випромінювання відфону. Смуга пропускання узгоджена з довжиною хвилі випромінювання лазера, ніжзабезпечується проходження на приймач тільки свого лазерного випромінювання.
    Локатор дозволяє працювати в межах від 30 до 30000м. Гранична висотапольоту ракети 18000м. Повідомляється, що цей локатор зазвичай розташовується відракети на відстані близько 1000м і на лінії,складової з площиною польоту ракети 45 градусів. Вимірювання параметрівруху ракети з такою високою точністю на активній ділянці польоту даєможливість точно розрахувати точку її падіння. Локатор для стеження.
    Розглянемо локатор створений за замовленням НАСА і призначений для стеженняза супутниками. Він призначався для стеження за власними супутниками іпрацював спільно з радіолокатором, який видавав координати супутника знизькою точністю. Ці координати використовувалися для попередньогонаведення лазерного локатора, який видавав координати з високоюточністю. Метою експерименту було визначення того, наскільки відхиляєтьсяістинна траєкторія супутника від розрахункової, - щоб дізнатися розподілполя тяжіння Землі по всій її сфері. Для цього на полярну орбіту бувзапущений супутник "Експлорер-22". Його орбіта була розрахована з високоюточністю, але в якості вихідних даних вклали інформацію, що полетяжіння визначається формою Землі, тобто використовували спрощену модель.
    Якщо ж тепер в процесі польоту супутника спостерігалося зменшення висотийого відносно розрахункової траєкторії, то очевидно, що на цій ділянцінаявні аномалії в полі тяжіння. За супутника "Експлорер-22" була, поповідомленням НАСА, проведено серію експериментів і частина цих даних булаопублікована. В одному з повідомлень говориться, що на відстані 960 км.помилка в дальності становила 3м. Мінімальний кут, що зчитуються зкодованого пристрої, дорівнював всього п'яти кутовим секундах. Цікаво,що в цей час з `явилося повідомлення, що американців випередили в їх роботіфранцузькі інженери та науковці. Співробітники лабораторії Сан-Мішель де Прованспровели серію експериментів зі спостереження за тим же супутником, використовуючилазерний локатор свого виробництва.

    б) голографічні індикатори на лобовому склі

    Для використання в прицільно-навігаційної системи нічного бачення,призначеної для винищувача F-16 і штурмовики A-10 був розробленийголографічний індикатор на лобовому склі. У зв'язку з тим, що габаритикабіни літаків невеликі, то з тим, що-б отримати велике миттєвеполе зору індикатора розробниками було вирішено розмістити коллімірующійелемент під приладової дошкою. Оптична система включаєтри роздільних елемента, кожен з яких має властивостідифракційних оптичних систем: центральний елемент зігнутий виконуєфункції коліматора, два інших елементи служать для зміни положенняпроменів. Розроблено метод відображення на одному екрані об'єднаноїінформації: у формі растру і в штриховий формі, що досягається завдякивикористання зворотного ходу променя при формуванні растру з інтервалом1.3мс часу, протягом якого на ТВ-екрані відтворюється інформація вбуквено-цифровій формі і у вигляді графічних даних, що формуються штриховимиспособом. Для екрану ТБ-трубки індикатора використовується вузькосмуговийлюмінофор, завдяки чому забезпечується гарна селективністьголографічного системи під час відтворення зображень і пропускання світлабез рожевого відтінку від зовнішніх обставин. У процесі цієї роботи вирішуваласяпроблема приведення спостережуваного зображення у відповідність із зображеннямна індикаторі при польотах на малих висотах у нічний час (система нічногобачення давала кілька збільшене зображення), яким льотчик не мігкористуватися, оскільки при цьому кілька спотворювалася картина, якуможна б було отримати при візуальному огляді. Дослідження показали, що вцих випадках льотчик втрачає впевненість, прагне летіти з меншоюшвидкістю і на великій висоті. Необхідно було створити систему,що забезпечує отримання дійсного зображення достатньо великоїрозміру, щоб льотчик міг пілотувати літак візуально вночі і в складнихметеоумовах, лише зрідка звіряючись з приладами. Для цього треба булошироке поле індикатора, при якому розширюються можливості льотчика напілотують

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !