Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 129
Текст из файла (страница 129)
Ручной ко» Р 3 акизивесьма трудоемкая операция, Метод пространственной фильтрации позволяет аизуа ровать дефекты с помощью пространственного фильтра. Контроль набора фотошаб"о" осуществляют методом сканирования. б13 9. Оптические методы обработки информации а) б) в) Рис. 8.13. Выявление заданного иероглифа в тексте методом пространственной фильтрации. а — китайский текст, б — иероглиф "Суперартикон"; е — спектр выходного сигнала Контрольные вопросы Что такое волновой пекет и квк он связан со спектром излучения? 2.
Что такое когерснтлость? 3. Кзк можно описать оптический сигнал? 4. Что такое ~ологрзфия и квк происходит процесс гологрзфировзиия? 5. Какими ушикзльными свойствами облвдзет голография? 6. Какие оптические элементы можно создвть методами голографии? 7. Что представляет собой гологрзг)1ичсское ЗУ? 8. В чем ззключвется сущность металз прострвнственной фильтрации? 9 Квкие методы гологрзфи ~вской интерферомстрии вы шлете? 10, Что представляет собой оптический процессор? Рекомендуемая литература 1. АквевА.А. МвйоровС.А Оптические методы обрзботки иифорлгвции.— Мл Выспззя школа, 1988. 2. Гуревич С. В., Константинов В.
Б., Соколов В. К.. Черных Д Ф. Передача и обработка информации. — Мл Советское радио, 1978. Микзэлян А. Л. Оптические методы в информатике. — Мл Наука, 1990. 4 Строук Дж. Ввеление в когерегеную шпику и голографию. — Мл Мир, 1967. Краткая историческая справка Фуикииональная ыекядоиика оформилась как научное направление в электронике в последней че~верти ХХ столетия. Формированию этого направления способствовала лавина озкрытий в физике и электронике. Исследователям стало ясно, что помимо традиционных носителей информационного сигнала, таких как свободные электроны в вакууме, твердом теле, ионы в плазме, связанные электроны в средах различного агрегатного состояния, существуют и другие, неявно связанные с электронами.
К таким носителям можно отнести различного типа волны в различных средах, домены, квазичастицы, зарядовые пакеты электронов и т. и, Эти носители получили название дниалшческке неоднородности. В природе их много„исследователи познакомились с ними давно... "Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара ло~надей, когда баржа неожиданно остановилась; но масса волы, которую баржа привела в движение, не остановилась. Вместо этого она собралась около носа судна в состоянии бешеного движения, затем неожиданно оставила его позади, катясь вперед с огромной скоростью и принимая форму больпзого одиночного возвышения, т.
е. округлого, гладкого и четко выраженного водяного холма, который продолжал свой путь вдоль канала, нисколько не меняя своей формы и не снижая скорости, Я последовал за ннм верхом, и когда я нагнал его, он по-прежнему катился вперед со скоростью приблизительно восемь или девять миль в час, сохранив свой первоначальный профиль возвышения длиной около тридцати футов и высотой от фута до фута с половиной. Его высота постепенно уменьшалась, и после одной или двух миль погони я потерял его в изгибах канала. Так в августе 1834 года мне впервые удалось столкнуться с необычайным и красивым явлением, которое я назвал волной трансляции; теперь это название общепринято" — так инженер- изобретатель из Шотландии Джон Скотт Рассел описал уединенную волну в своей научной работе "Докладе о волнах".
Рассея установил следующие основные свойства уединенных волн: постоянство скорости и неизменность формы уединенной волны; 13 зависимость скорости кот глубины канала 6 н высоты волны уя г= Я(6+у,~, гдед -- ускорение свободного падения; процесс распада большой волны на две или более, но зто тоже уединенные волны; наблюдаются только волны повышения; большие первичные волны трансляции проходы друг через друга без каких-либо изменений. Т ак в 1834 году оыла открыта, пожалуй, первая динамическая неодноропность — Уедипенная волна в воде.
Работа Дж. С Рассела была раскритикована, и о ней лолго не вспоминали. Но еше при жизни Рассела лорд Репей приближенно математи <ески описал уединенную волну в мел- б18 Часть !И Функциональная электроник ика кой воде. 1 олландские ученые Дидерик Иоханнес Кортевег и его ученик Густав де ф „ Риз в 1895 году нашли уравнение, достаточно точно описывающее эффекты, наблюдаем, ые Дж, С. Расселом. Уравнение Кортевега де Фриза получило название Кдф-ураенеяяе и оно послужило ст товой площадкой для построения глубокой и стройной математической теории уедиие„ ной волны.
Однако семь десятилетий эта теория спросом не пользовалась. Может бь, потому, что за свойствами уединенной волны исследователи не увидели ее поразительное сходство с частицами. Волной или частицей является уединенная волна? Американские исследователи М. Крускал и Н. Забуски в !9б5 голу изучали явление столкновения уединенных волн. Исследования проводили путем моделирования на вь, числительных машинах, и пришли к выводу а поразительном сходстве свойств уединен. ных волн с твердыми частицами.
Именно они из понятия "уединенная волна" убрали ело. во волна, а определению уединенной "зо!!гаг!" придали звучание элементарной частицы или зо!!1оп. Правда, первоначально салимон назывался солитрон. Узнав о существовании фирмы "Солитран" исследователи не стали вступать с ней в тяжбу за право приоритета на имя и ограничились ныне общепринятым названиель Солитаны формируются в консервативных системах без диссипации энергии, но с дисперсией. Дисперсионное расплывание компенсируется нелинейными свойствами среды.
Поэтому поведение солитонов характеризуется законами сохранения, дающее им свойства частиц. Принципиально иными свойствами обладают уединенные состояния в диссипативных неравновесных системах, в которых процесс установления равновесного состояния носит не осциллирующий, а релаксационный характер.
В таких диссипативных системах прн условии подкачки энергии от внешнего распределенного источника возникают также уединенные состояния, получившие название аешосояитоное. Автосолитоны отличаются от солитонов так же, как автоколебания от колебаний, авговолны от волн.
Итак, автосолитон прелставляет собой уединенное собственное состояние неравновесной системы и в этом смысле его можгю рассматривать как одно из явлений самоорганизации В последние годы выяснилось, что природа солитонов и автосолитонов весьма разнооб разна. В высокочастотном газовом разряде возбуждаются автосолитоны в виде движущейся уединенной страты. В полупроводниках и полупроводниковых структурах солитоны мо тут возбуждаться в твердотельной плазме. В композитных сверхпроводниках автосолито" представляет собой резистивную область, окруженную сверхпроводяшей фазой. В ма з ется нитных материалах с диссипацией при наличии внешнего источника энергии ооразуе автосолитон в виде бегущих магнитных доменов, или магнитных вихрей.
В средах в , в которых протекают автокаталитические реакции типа белоусова — Жаоотинского, о Р б азуются автоволны и автосолитоны. намнче- А между тем в электронике происходилп открытия так или иначе связанные с динам скими неоднородностями. - ВасильеВ 1964 году молодые согрудники Института радиоэлектроники АН СССР ЮРий Ва модейст вич Гуляев и Владислав Иванович Пустовойт впервые предсказали явление взаимод откпылн вия акустических поверхностных волн и электронов в твердом теле и тем самым отк новое направление в электронике — акугтоэлекглтюппху(рис. ! ). Кра ткал историческая справка Рис.
1. Академики Ю. В. Гуляев и Ж. И. Алферов В 1968 году в ИРЭ АН СССР и независимо в США был открыт эффект чисто сдвиговых поверхностных акустических волн, которые не обладают дисперсией. Их назвали волнами Гуляева — Блюкштейна по имени авторов открытия. На основе открытых нми волн оыло создано перспективное поколение акустоэлектронных приборов СВЧ-диапазона длин волн. За~ем последовало открытие !О. В. Гуляевым акустомагнитоэлектрического эффектгь открытие поперечного акустоэлектрического эффекта. Все эти, а также другие работы в России и за рубежом позволили сформировать не только научное направление — акустоэлектронику, но и промышленное изготовление акустоэлектронных линий задержек, акустоэлектронных фильтров, других акустоэлектронных изделий для сотовых телефонов телевидения, бытовой техники. Объем акустоэлектронного рынка оценивается в 10 миллиардов долларов.
В 1963 году американский физик Дж. Б. Ганн обнаружил таковые неустойчивости в виде электрических доменов в образцах ОаАз н !пЯЬ с электронной проводимостью. В 1966 году уже появились первые коммерческие диог)ы Ганна, выпушенные фирмой 1п!егпайопа1 8еш!сопдас!ог 1пс. Это открытие позволило начать освоение СВЧ-диапазона длин волн полупроводниковыми приборами. В !969 году исследователи фирмы Вей ЕаЬога!опез обнаружили в магнитной пленке так Называемые магнитные пузырьки в виде цилиндрических магнитных доменов. Пузырьки (ЬаЫе) оставались стабильными при приложении внешнего статического магнитного паля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
