Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Лазерные средства отображения информации



 Другие рефераты
Бенчмаркетинг Бизнес план предприятия по производству мебели из массива Бизнес план предприятия по производству кондитерских изделий Мультимедийные технологии

“Лазерные средства отображения информации”

 

 



Лазерные методы индикации.

Практическая осуществимость лазеров была впервые показана в 1960 г. После этого развитие лазерной техники происходило рекордными темпами.
В настоящее время существует еще много проблем, связанных с при-менением лазеров в области индикации, включая проблемы, касающиеся суммарной яркости, сканирования, модуляции и срока службы. Тем не менее лазер имеет много достоинств при рассмотрении его как индикаторного уст-ройства. В их число входят высокая яркость луча, малый размер пятна и воз-можность работы в реальном масштабе времени.
Первые продемонстрированные лазеры были импульсного типа. В ка-честве основного источника света в них использовался рубин, а необходимая мощность оптической накачки вырабатывалась лампой - вспышкой. После этого были разработаны газовые лазеры непрерывного излучения и полупро-водниковые лазеры. Существующий уровень техники позволяет использо-вать любой из основных лазерных материалов как в режиме непрерывных колебаний, так и в импульсном режиме. Мощность накачки может либо вы-рабатываться электрически, либо, что более часто, подводится от внешнего источника света. Однако получаемые к.п.д. еще низки: порядка нескольких процентов у импульсных лазеров и примерно 0,1% у лазеров непрерывного излучения.
Основное лазерное действие поясняется выражением “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (усиление света посредст-вом индуцированного излучения), из начальных букв слов которого был об-разован термин “лазер”. При разнесении двух параллельных зеркал на рас-стояние, кратное длине волны испускаемого света, свет отражается обоими зеркалами и возвращается в фазе, стимулируя дальнейшее излучение. Свето-вое излучение возникает в результате переходов электронов из возбужденно-го состояния в состояние с меньшей энергией. Для создания возбужденных электронов должен использоваться внешний источник энергии (обычно оп-тической). Этот источник энергии переводит электроны в возбужденное со-стояние, благодаря чему они могут излучать световую вспышку при возвра-щение в свое нормальное состояние. Процесс повышения энергетических уровней этих электронов называется накачкой.
Поскольку на пути между зеркалами укладывается целое число длин волн, в лазере создаются колебания, соответствующие очень узким спек-тральным линиям. Иногда генерируется множество частот, которым соответ-ствуют длины волн, укладывающиеся целое число раз на длине основного пути. Еще одним важным свойством лазера является когерентный характер его излучения. Так как свет генерируется синфазно, ширина луча ограничи-вается дифракией.

Развертывающее устройство с бегущим лучом.

Предлагалось использовать лазер в развертывающем устройстве с бегущим лучом для освещения визуального объекта с целью последующего преобразования изображения в видеосигнал с помощью фотоумножителя. Помимо трудностей, связанных со сканированием, нужно отметить, что сис-тема может работать только на небольших расстояниях. Преобразование изображения в видеосигнал на очень больших расстояниях, таких, как в ра-диолокации, потребовало бы гораздо больший уровень мощности, чем дос-тижимый в настоящее время.

Лазерный индикатор с большим экраном.

Лазер часто предлагалось использовать для получения управляемого светового потока в проекционной индикации. Схема метода представлена на рис. 1. Лазер должен быть снабжен источником энергии для отклонения и модулировании луча. Экран может быть либо активным, либо пассивным. В активном экране применяется такой же принцип, как в электролюминес-центном усилителе света, с целью получения более высоких яркостей, чем при использовании только лазера.
Величина отклонения является функцией количества разрешаемых элементов и ширины луча лазера, которая может составлять от нескольких угловых секунд до одной угловой минуты. Большая ширина луча приводит к уменьшению необходимого расстояния между проекционным объективом и экраном при тех же самых размерах экрана и разрешающей способности, но требует большего угла отклонения. Существующие лазеры дают возмож-ность построить систему с разрешением 1000 линий и углом отклонения 16 и менее. При различных исследованиях методов отклонения лазерного луча получено от 256 до 1000 разрешаемых элементов и в горизонтальном и в вертикальных направлениях. К основным методам отклонения относятся: изменение с помощью ультразвука градиента показателя преломления, обес-печивающее отклонение на 5 ; сканирование с использованием электронно - оптической призмы и титаната бария, обеспечивающее отклонение на 1 ; использование аномальной дисперсии, обеспечивающей отклонение на 10 ; сканирование с использованием пьезоэлектрического элемента для отклоне-ния меньше чем на 1 .
Ограниченное количество применимых методов затрудняет осуществ-ление отклонения в лазерных индикаторах. Возникает две проблемы, связан-ные с ограниченными углами отклонения и малым размером пятна. Если требуемый угол отклонения мал (1 ), то приемлемой ширине экрана соответ-ствует большое расстояние между экраном и проектором. При отклонении на 1 это расстояние должно быть равно 120 м при ширине экрана 210 см. При большом угле отклонения (20 ) требуемое расстояние между экраном и про-ектором уменьшается до более реального значения 6м, но встают проблемы, связанные с размером пятна и отклонением. Ширина луча постоянна у любо-го данного лазера. Поэтому с увеличением угла отклонения увеличивается количество разрешаемых элементов. Это, в свою очередь, требует повыше-ния скорости сканирования (развертки), чтобы предотвращать ухудшение качества изображения. Например, если размер пятна в системе позволяет по-лучить разрешение 4000 линий, а используется только 500 строк развертки, то изображение получится разделенным на плоскости, имеющие значитель-ное разрешение. Ширина луча типичного лазера равна 10 угловым секундам, что обеспечивает разрешение 7200 элементов при угле отклонения 20 .
Яркость экрана В в нитах может быть вычислена с помощью выраже-ния:
В = РКG/ПА, (1)
где Р - выходная мощность лазера, вт; К - эффективность преобразова-ния энергии источника, лм/вт; G - усиление экрана; А - площадь эрана, м . В индикаторе должен использоваться лазер непрерывного излучения. Такие лазеры в настоящее время имеют выходную мощность порядка 1вт. В случае экрана размером 4,645 м , К = 500лм/вт, G = 3, ожидаемая яркость равна 102,9 нт. Однако современные лазеры изучают в красной области спектра со значительно меньшей эффективностью преобразования энергии.
В литературе описаны и другие методы построения лазерных систем индикации. В одной из них лазерный луч используется для скрайбирования металлического покрытия стеклянного диапозитива. При этом лазер приме-няется вместо пера с электромеханическим приводом. Если окажется воз-можным разработать соответствующие схемы отклонения, этот метод позво-лит получить значительно большую скорость, чем скорости в современных вычерчивающих проекторах. В этой системе для проецирования использует-ся внешний источник света, что снижает требуемые мощность лазера и его рабочий цикл (и, следовательно, увеличивает срок службы лазера).
Основная проблема, которая еще должна быть решена, касается воз-можности испарения металла без повреждения стеклянного объектива (и всей проекционной системы).
К основным методам лазерной индукции относится также использова-ние лазерного луча для записи на активном экране. Экран может быть вы-полнен из фотохромного, электролюминисцентного или другого материала, вырабатывающего или модулирующего свет. При использовании фотохром-ного экрана требуется ультрафиолетовый лазер. В случае электролюминис-центной панели идеальным является метод координатной сетки с памятью на фотоэлементах. Если выборочное стирание не требуется, то построение сис-темы не связано с трудностями коммутации, которые обычно присущи мат-ричным индикаторам. Выпускаемые в настоящее время электролюминис-центные панели имеют достаточный световой выход и срок службы для применения в театральных системах. При работе этих систем лазерный луч используется для включения надлежащего фотоэлемента. После этого фото-элемент поддерживается во включенном состоянии свечением связанного с ним электролюминисцентного элемента.

Лазерная фотография.

Одним из спецефических применений лазеров в индикации является формирование голограмм. В фотографировании этого типа когерентные свойства света используются для формирования на фотопленке интерферен-ционной картины изображения. Это осуществляется посредством расщепле-ния лазерного луча на две части (или более), из которых одна освещает пленку непосредственно в качестве опорного луча, а другие освещают объ-ект. От объекта свет отражается к пленке и складывается со светом опорного луча, образуя интерференционные картины.
Получаемое изображение, называемое голограммой, имеет специфиче-ские свойства. При рассматривании голограммы в свете когерентного источ-ника получаются два изображения: действительное и мнимое. Действитель-ное изображение можно фотографировать, помещая пленку в его плоскость, без использования объектива. Мнимое изображение можно видеть за голо-граммой при ее непосредственном наблюдении.
Эти изображения имеют несколько характерных особенностей. Мни-мое изображение воспринимается как полное трехмерное изображение, сво-бодное от каких - либо недостатков обычного трехмерного фотографирова-ния. Изменяя свое положение, наблюдатель может заглянуть за лежащие за переднем планом предметы точно таким же образом, как при наблюдении исходного объекта. Еще одна необычная особенность состоит в том, что раз-резание голограммы на две половины уменьшает разрешение изображения, но не изменяет его размеры. Эта особенность объясняется тем, что свет, идущий из ка

123
скачать работу


 Другие рефераты
Будущее
Любовь в письмах знаменитых людей
Ежелгі мәдениеттер мен өркениеттер
Исполнительное производство


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ