Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008) (1095903), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Рвс. 23.15. Принпип действия лидара(оптического локатора)для измерения загрязнений в воздухе. Короткий лазерный импульс отражается от облака отходящего газа и через телескоп наблюдается в приемном устройстве. На основе времени прохождения лазерного импульса определяется расстояние до этого газового облака. Спектроскопический анализ излучения обратного рассеяния дает сведения о химическом составе отработавших газов реня - расстояние Устройства считывания штриховых кодов Устройства считывания штрихкодов, или сканеры для идентификации товаров и цен, широко распространены в магазинах, могут использоваться также для маркировки книг в библиотеках и т.
п. При этом товары снабжаются штриховым кодом (англ. Ьагсог)е), состоящим из нескольких параллельных полос разной толщины (рис. 23Л 6). С помощью сканера лазерный луч проводится по штриховым кодам, измеряя излучение обратного рассеяния, которое представляет собой последовательность импульсов с разными межимпульсными интервалами, преобразуемыми фотодетектором в соответствующий электрический сигнал, 1101000111 110МФВ1 Рис. 23.16. Штриховой код: двоичная числовая последовательность выражена темными и светлыми полосами. (Соседние узкие полоски могут быть слиты в одну широкую полосу) Если раньше для этой цели использовались преимущественно гелий-неоновые лазеры, то теперь их все чаше заменяют компактные полупроводниковые лазерные диоды.
Вместо того чтобы вручную проводить сканирующим лазером по штрихкоду, на штрихи наводится считывающий луч с помощью подвижного зеркала или голографического дефлектора. дд.д. Л д д д д Ыддд додд Структура штрихового кода показана на рис. 23.16. Основная часть состоит из светлых и темных полос, представляющих двоичные числа 0 и 1. Одинаковые штрихи сливаются воедино. Таким способом можно отобразить любые двоичные числа для различных способов кодирования букв и цифр. Некоторые возможные варианты представлены в нормах ДИН 66236.
Нередко прибегают и к европейской номенклатурной системе ЕАХ. Здесь кодовые номера могут считываться в любом направлении: слева направо или справа налево, возможно и сканирование по диагонали. Данный способ маркировки товаров менее чувствителен к помехам. Аийо-СО, СО-ЯО)И, ОМО, В!ие-гау ОЬс Развитие технологий оптических компакт-дисков начиналось в конце 60-х годов в научноисследовательских лабораториях фирм «Бошдд и «Филипс» (Германия). Уже в 1972 году состоялась презентация первого оптического вндеопроигрывателя. Для считывания здесь использовался газовый гелий-неоновый лазер с длиной волны 633 нм. Но коммерческие изделия особого успеха не имели, на видеорынке продолжали господствовать магнитные устройства записи и воспроизведения.
Структура компакт-диска показана на рис. 23.17 и 23.18. Речь или музыка сохраняются цифровым способом в виде серии небольших возвышений разной длины и с разными интервалами на пластмассовом диске в спиралевидной дорожке. Размеры этих так называемых «питов» (микроуглублений) находятся в диапазоне тысячных долей миллиметра (в единицах мкм). Такие питы сканируются наведенным лучом диодного лазера.
В отличие от традиционных грампластинок, это происходит бесконтактно и без малейшего износа. Для улучшения считывания пластинка с питами снабжена металлическим покрытием. При полном отсутствии питов лазерный луч отражается от гладкой поверхности и оценивается фотодетектором. Если же наведенный лазерный пучок попадает на край пита, то отраженный луч гасится в результате интерференции, и фотодетектор уже не принимает света. Информация преобразуется в контрасты светотени, после чего этот цифровой сигнал декодируется, усиливается и подается на звуковую колонку для воспроизведения звука.
Электрические звуковые сигналы сканируются 44000 раз в секунду, и мгновенные напряжения преобразуются цифровым способом примерно в 65000 (= 16 бит) градаций. В результате регистрируются даже мельчайшие изменения силы звука и высоты тона, обеспечивая полноценное звучание с абсолютно верным воспроизведением высокой динамики.
Качество воспроизведения при этом несравненно лучше, чем у классических грампластинок и магнитофонов, так что последние постепенно исчезают даже в бытовой электронной аппаратуре. При считывании цифровых компакт-дисков используются диодные лазеры мощностью ниже ! милливатт, а для их изготовления служат лазеры на аргоне и криптоне мощностью в несколько ватт. Их излучение через объектив наводится на диаметр менее 1 микрометра. Фоточувствительный слой на вращающемся диске экспонируется в такте поступающей цифровой информации. После химического проявления и травления в засвеченных местах образуются углубления. На следующих технологических этапах изготовляется матрица и прессуются С1)-заготовки из поликарбоната толщиной 0,5 мм с пит-структурой.
Эти диски снабжаются ~~~*4оо г,,гг. Ол „г, „,г,р...р гнал 06 ый Рас. 23.17. Сохранение информации на компакт-диске биты О(! Оааааа ! Оаа! ОО!~! ОООО)! Оа Поликарбонат Алюминий Цифровой компа Защитны" Рас. 23да. Структура ПЗУ на цифровом компактдиске. (Каждая кромка соответствует!) Большая емкость памяти СР используется и для хранения информации. Вначале были разработаны СР-КОМ = ПЗУ на компактдисках (тсОМ= ген-оп!у гпепюпев), обладающие емкостью памяти около 1 гигабайт на одной стороне диска обычного лиаметра 12 см. Здесь можно хранить целые архивы и многотомные энциклопедии.
металлическим покрытием и затем — для зашиты от повреждений — покрываются слоем лака толщиной 5 — 10 мкм. Царапины, пыль или отпечатки пальцев на поверхности компакт-дисков мешают не столь фатально, как в плоскости питов, куда наводится лазерный луч. На поверхности подложки из поликарбоната пучок расходится, так что влияние потерь от рассеяния мелкими частицами пыли будет лишь весьма незначительным. гвв.л р р вр „в,ррв, юф Прессованные компакт-диски представляют собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), на которое лишь однажды записывается информация, считываемая затем снова и снова.
Такой СР постоянной записи показан на рис. 23.19. Для многократных же применений требуются носители данных, которые можно стирать и заново записывать, как на обычных магнитофонах. Решение здесь тоже предлагает оптическая С)3-техника. Для этой цели используют диски с магнитооптическим слоем, подвергаемые кратковременному локальному нагреванию с помощью полупроводниковых импульсных лазеров с пиковой мощностью выше 10 милливатг. В результате такого воздействия изменяется намагниченность в слое, что может быть вновь считано через изменение поляризации слабого сканирующего лазера.
Для компакт-дисков многократной записи применяют и так называемые «слои изменения фазы», основанные на перемене отражения полупроводниковых сплавов, например, СеЯЬТе, после оптического экспонирования, Защити ми лак Золото Краситель Поликарбонат Рис. 23.19. Структура компакт-диска с постоянной записью Лазерные принтеры Параллельно с успехами в электронной обработке данных в последние десятилетия значительный прогресс был достигнут и в технике вывода на печать.
Классические пишущие машинки с литерными рычагами уступили место матричным, термографическим, струйным и электрофотографическим печатающим устройствам, которые первоначально печатали буквы последовательно друг за другом, затем построчно и, наконец, постранично, что позволило резко ускорить процесс печати. Среди постранично печатаютцих устройств огромную роль играет электрофотографическая система, которую все поголовно (но не совсем правильно) называют лазерным принтером. Дело в том, что, наряду с лазерами, в качестве источников света здесь используются еще светоизлучающие диоды (светодиоды) и галогенные лампы, управляемые жидкокристаллической шиной ((.СВ = Ь(с(шс) Сгуз1а! ЯЬи(гег).
Функция лазерного принтера наглядно представлена на рис. 23.20. Печать осуществляется путем передачи оттиска на обладающий фотопроводимостью барабан, сохраняющий в темноте отрицательные электрические заряды на своей поверхности. При вводе света поверхностный заряд исчезает. Собственно процесс печати осуществляется в несколько этапов: ° отрицательные заряды из электрического разряда попадают на поверхность барабана (рис. 23.20а), ~,402 !лава 23. ОГыаггаи лрияелелия а лерслекзаиаыразеитиллазерое е барабан в ре зультате засветки лазерным лучом или экспонирования посредством другого источника сне|а разряжается с обрагован нем скрытого, невидимого изображения подлежащей выводу на печать сзранины (рис.
23.206). Для этогг1 лазерный луч перемешается параллельно оси барабана. В резульзате врашения барабана происходит запись по всей его поверхностгк ° разряженные зоны на барабане движутся мимо проявочного блока, забирая от него отрицательно заряженныр чарзззпы порошка для эл2сктоо~гатической 23.9. П р р р 4~~Д~З в 8 миллионах точек. В полиграфической промышленности при фотографическом изготовлении печатных матриц достигается разрешение выше 1200 др1.
Скорость лазерного принтера определяется, прежде всего, предварительной электронной обработкой. Само печатающее устройство действует чрезвычайно быстро. Индивидуальные или офисные принтеры могут работать со скоростью 1Π— 20 страниц в минуту, а в полиграфической промышленности минутная скорость печати достигает 200 страниц. Лазерные принтеры позволяют также изготовление цветных копий, для чего последовательно друг за другом включаются сразу три барабана с порошком красного, зеленого и синего цветов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
