Страница 146 из 161
Однако имеется РѕРґРЅРѕ достижение, которое может радикально улучшить ситуацию. Рто возможность непосредственно усиливать оптические сигналы РІ волокне, С‚.Рµ. без необходимости сперва извлекать РёС… РёР· волокон. Путем добавления РІ материал волокна примесей подходящих элементов, например СЌСЂР±РёСЏ, Рё возбуждения РёС… СЃ помощью подходящего света накачки, пропускаемого через само волокно, можно получить инверсную населенность между РґРІСѓРјСЏ СѓСЂРѕРІРЅСЏРјРё СЌСЂР±РёСЏ СЃ переходом, который точно соответствует 1,5 РјРєРј. Р’ результате можно получить усиление импульса света РЅР° этой длине волны РїСЂРё его распространении через волокно. РљСѓСЃРѕРє такого активного волокна помещается между РґРІСѓРјСЏ концами волокон, через которые распространяется сигнал. РЎ помощью оптического ответвителя РІ этот РєСѓСЃРѕРє направляется Рё излучение накачки. РќР° выходе остаток излучения накачки выходит наружу, Р° усиленный сигнал продолжает распространение РІ волокне. РЎ помощью такого РїРѕРґС…РѕРґР° можно исключить промежуточные электронные усилители. Р’ старых системах электронных усилителей свет выходил РёР· волокна, регистрировался фотоэлектрическим приемником, сигнал усиливался Рё преобразовывался РІ свет, который продолжал распространяться РІ следующей секции волокна.
Компакт-диски
РћРґРЅРёРј РёР· самых популярных применений лазеров является РёС… использование РІ системах записи Рё воспроизведения компакт-РґРёСЃРєРѕРІ (CD), которые ныне полностью заменили старомодные виниловые РґРёСЃРєРё. Технология оптических РґРёСЃРєРѕРІ берет СЃРІРѕРµ начало РІ исследовательских лабораториях фирмы Филипс (Нидерланды) РІ 1969 Рі. Параллельно исследования РІ этой области проводились фирмой РЎРѕРЅРё (РЇРїРѕРЅРёСЏ). После соглашения РѕР±Рµ эти фирмы стали сотрудничать, Рё РІ 1982 Рі. компакт-РґРёСЃРєРё вышли РЅР° рынок. Р’ этой системе звуковая информация сначала записывается Рё преобразуется РІ серию импульсов, которые представляют первоначальный сигнал (С‚.Рµ. сигнал оцифровывается). Затем эти импульсы переносятся РЅР° поверхность стеклянного РґРёСЃРєР° СЃ помощью сложной техники, использующей лазер, испускающий ультрафиолет. Ртот лазер записывает последовательность импульсов РІ РІРёРґРµ отверстий РЅР° поверхности РґРёСЃРєР°. Каждое отверстие имеет микроскопические размеры СЃ шириной около тысячной миллиметра (0,5 РјРєРј) Рё глубиной 1000 Рђ. Таким образом, можно зарегистрировать большой объем информации РЅР° очень малой площади РґРёСЃРєР°. Рту предварительную запись используют для изготовления матрицы, СЃ помощью которой изготавливаются пластиковые РєРѕРїРёРё для продажи. Для считывания записанной информации РґРёСЃРє вращается, Рё считывание получается СЃ использованием света GaAlAs-РґРёРѕРґРѕРІ, работающих РЅР° длине волны 780 РЅРј. Свет РґРёРѕРґР° направляется РЅР° РґРёСЃРє Рё отражается той частью поверхности, РіРґРµ нет отверстий, Р° сами отверстия РЅРµ отражают свет. Отраженный свет регистрируется подходящим приемником. Сигналы декодируются электроникой СЃ преобразованием РІ Р·РІСѓРє (СЂРёСЃ. 64). Р’ настоящее время получают лучшие результаты СЃ диодами, работающими РІ СЃРёРЅРµ-зеленой области спектра. Уменьшение длины волны позволяет уменьшить размеры отверстий Рё тем самым записать большую информацию РЅР° той же площади РґРёСЃРєР°.
Рис. 64. Схема системы считывания с оптического диска. Свет, излучаемый лазерным диодом, формируется в пучок, который направляется на диск с записанной информацией. Та же оптическая система собирает отраженный свет и посылает его на приемник
Разумеется, реальная система значительно сложнее, чем описано. Р�спользуются весьма искусные оптические системы, которые обеспечивают, что лазерный свет всегда нужным образом фокусируется РЅР° РґРёСЃРє (положение фокуса изменяется РЅРµ более 0,5 РјРєРј), Р° РґРёСЃРє вращается СЃ постоянной скоростью. РќР° РґРёСЃРєРµ также закодированы сигналы номеров содержания РґРёСЃРєР°, продолжительность выбранного трека Рё всей записи. Рти сигналы служат для выбора желаемого РєСѓСЃРєР° информации РЅР° РґРёСЃРєРµ без необходимости прослушивать РІСЃСЋ запись. Принципиальным преимуществом является то, что РґРёСЃРє записывается Рё считывается световым пучком, без какого-либо механического контакта. Поэтому исключаются РІСЃРµ царапины Рё повреждения, характерные для старых пластинок. Более того, можно записывать информацию СЃ избытком, поэтому малые царапины Рё следы РѕС‚ пальцев часто РЅРµ сказываются РЅР° работе. Разумеется, если РіСЂСЏР·СЊ Рё пыль накапливается РЅР° РґРёСЃРєРµ, РѕРЅ может выйти РёР· строя.
Оптические диски позволяют вообще сохранять огромное количество данных. Наиболее важным применением оптических дисков является т.н. CD-ROM (компакт-диск только для считывания памяти), которые обычны в компьютерах.