Применение лазеров в технологических процессах
илотировать
самолет визуально ночью и в сложных метеоусловиях, лишь изредка сверяясь с
приборами. Для этого потребовалось широкое поле индикатора, при котором
расширяются возможности летчика по пилотированию самолета, обнаружению
целей в стороне от маршрута и производству противозенитного маршрута и
маневра атаки целей. Для обеспечения этих маневров необходимо большое поле
зрения по углу места и азимуту. С увеличением угла крена самолета летчик
должен иметь широкое поле зрения во вертикали. Установка коллимирующего
элемента как можно выше и ближе к глазам летчика была достигнута за счет
применения голографических элементов в качестве зеркал для изменения
направления пучка лучей. Это хотя и усложнило конструкцию, однако дало
возможность использовать простые и дешевые голографические элементы с
высокой отдачей.
В США разрабатывается голографический координатор для распознавания и
сопровождения целей. Основным назначением такого коррелятора является
выработка и контроль сигналов управления наведения ракеты на среднем и
заключительном участках траектории полета. Это достигается путем
мгновенного сравнения изображений земной поверхности, находящейся в поле
зрения системы в нижней и передней полусфере, с изображением различных
участков земной поверхности по заданной траектории, хранимым в запоминающем
устройстве системы. Таким образом обеспечивается возможность непрерывного
определения местонахождения ракеты на траектории с использованием близко
лежащих участков поверхности, что позволяет проводить коррекцию курса в
условиях частичного затемнения местности облаками. Высокая точность на
заключительном этапе полета достигается с помощью сигналов коррекции с
частотой меньше 1 Гц. Для системы управления ракетой не требуется
инерциальная система координат и координаты точного положения цели. Как
сообщается, исходные данные для данной системы должны обеспечиваться
предварительной аэро- или космической разведкой и состоять из серии
последовательных кадров, представляющих собой Фурье-спектр изображения или
панорамные фотографии местности, как это делается при использовании
существующего площадного коррелятора местности. Применение этой схемы, как
утверждают специалисты, позволит производить пуски ракет с носителя,
находящегося вне зоны ПВО противника, с любой высоты и точки траектории,
при любом ракурсе, обеспечит высокую помехоустойчивость, наведения
управляемого оружия после пуска по заранее выбранным и хорошо
замаскированным стационарным целям. Образец аппаратуры включает в себя
входной объектив, устройство преобразования текущего изображения,
работающего в реальном масштабе времени, голографической линзовой матрицы,
согласованной с голографическим запоминающим устройством лазера, входного
фотодетектора и электронных блоков. Особенностью данной схемы является
использование линзовой матрицы из 100 элементов, имеющих формат 10x10.
Каждая элементарная линза обеспечивает обзор всей входной аппаратуры и,
следовательно, всего сигнала от поступающего на вход изображения местности
или цели. На заданной фокальной плоскости образуется соответственно 100
Фурье спектров этого входного сигнала. Таким образом, мгновенный входной
сигнал адресуется одновременно к 100 позициям памяти. В соответствии в
линзовой матрице изготавливается голографическая память большой емкости с
использованием согласованных фильтров и учетом необходимых условий
применения. Сообщается, что на этапе испытания системы был выявлен ряд ее
важных характеристик. Высокая обнаружительная способность как при низкой,
так и при высокой контрастности изображения, способность правильно опознать
входную
информацию, если даже имеется только часть ее. Возможность плавного
автоматического перехода сигналов сопровождения при смене одного
изображения местности другим, содержащимся в запоминающем устройстве.
Применение лазеров в компьютерной технике:
Основным примером работы полупроводниковых лазеров является магнитно-
оптический накопитель (МО).
МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического
принципа хранения информации. Записывание информации производится при
помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание при помощи одного только
лазера.
В процессе записи на МО диск лазерный луч нагревает
определенные точки на диске, и под воздействием температуры
сопротивляемость изменению полярности, для нагретой точки, резко падает,
что позволяет магнитному полю изменить полярность точки. После окончания
нагрева сопротивляемость снова увеличивается но полярность нагретой точки
остается в соответствии с магнитным полем примененным к ней в
момент нагрева. В имеющихся на сегодняшний день МО накопителях для
записи информации применяются два цикла, цикл стирания и цикл записи. В
процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность,
соответствующую двоичным нулям. Лазерный луч нагревает последовательно
весь стираемый участок и таким образом записывает на диск
последовательность нулей. В цикле записи полярность магнитного поля
меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В
этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые
должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями
без изменений.
В процессе чтения с МО диска используется эффект Керра,
заключающийся в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного
луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего
элемента. Отражающим элементом в данном случае является намагниченная
при записи точка на поверхности диска, соответствующая одному биту
хранимой информации. При считывании используется лазерный луч небольшой
интенсивности, не приводящий к нагреву считываемого участка, таким
образом, при считывании хранимая информация не разрушается.
Такой способ в отличие от обычного применяемого в оптических дисках
не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без
дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед
традиционной магнитной записью в плане надежности. Так как
перемагничеваниие участков диска возможно только под действием
высокой температуры, то вероятность случайного перемагничевания
очень низкая, в отличие от традиционной магнитной записи, к потери
которой могут привести случайные магнитные поля.
Область применения МО дисков определяется его высокими
характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим
для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как
САПР, обработка изображений звука. Однако небольшая скорость доступа
к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с
критичной реактивностью систем. Поэтому применение МО дисков в таких
задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. Для
МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование
жестких дисков или баз данных. В отличии от традиционно применяемых для
этих целей стримеров, при хранение резервной информации на МО дисках,
существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это
объясняется тем, что МО диски являются устройствами с
произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те
данные, в которых обнаружился сбой. Кроме этого при таком способе
восстановления нет необходимости полностью останавливать систему до
полного восстановления данных. Эти достоинства в сочетании с высокой
надежностью хранения информации делают применение МО дисков при резервном
копировании выгодным, хотя и более дорогим по сравнению со стримерами.
Применение МО дисков, также целесообразно при работе с
приватной информацией больших объемов. Легкая сменяемость дисков позволяет
использовать их только во время работы, не заботясь об охране компьютера в
нерабочее время, данные могут хранится в отдельном, охраняемом месте.
Это же свойство делает МО диски незаменимыми в ситуации, когда
необходимо перевозить большие объемы с места на место, например с работы
домой и обратно.
Основные перспективы развития МО дисков связанны прежде всего с
увеличением скорости записи данных. Медленная скорость определяется
в первую очередь двухпроходным алгоритмом записи. В этом алгоритме нули
и единицы пишутся за разные проходы, из-за того, что магнитное поле,
задающие направление поляризации конкретных точек на диске, не может
изменять свое направление достаточно быстро.
Наиболее реальная альтернатива двухпроходной записи - это
технология, основанная на изменение фазового состояния. Такая система
уже реализована некоторыми фирмами производителями. Существуют еще
несколько разработок в этом направлении, связанные с полимерными
красителями и модуляциями магнитного поля и мощности излучения
лазера.
Технология основанная на изменении фазового состояния,
основана на способности вещества переходить из кристаллического состояния
в аморфное. Достаточно осветить некоторую точку на поверхности диска
лучом лазера определенной мощности, как вещество в этой точке
перейдет в
| |  скачать работу |
Применение лазеров в технологических процессах |
