Створення бази даних оптичних лазерів

Лазери на барвниках. Барвники є дуже складними молекулами, у яких сильно виражені коливальні рівні енергії. Енергетичні рівні в смузі спектра розташовуються майже безперервно. Внаслідок внутрішньомолекулярного взаємодії молекула дуже швидко (за часи порядку 10 -11 -10 -12 с) переходить безвипромінювальної на нижній енергетичний рівень кожної смуги. Тому після порушення молекул через дуже короткий проміжок часу на нижньому рівні смуги Е 1 зосередяться всі збуджені молекули. Вони далі мають можливість зробити випромінювальний перехід на будь-який з енергетичних рівнів нижньої смуги. Таким чином, можливо випромінювання практично будь-якої частоти в інтервалі, відповідному ширині нульової смуги. А це означає, що якщо молекули барвника взяти в якості активної речовини для генерації лазерного випромінювання, то в залежності від налаштування резонатора можна отримати практично безперервну перебудову частоти генерованого лазерного випромінювання. Тому на барвниках створюються лазери з перебудовуваною частотою генерації. Накачування лазерів на барвниках проводиться газорозрядними лампами або випромінюванням інших лазерів.

Виділення частот генерації досягається тим, що поріг генерації створюється тільки для вузької області частот. Наприклад, положення призми і дзеркала підбираються так, що в середу після відбиття від дзеркала завдяки дисперсії і різних кутах заломлення повертаються лише промені з певною довжиною хвилі. Тільки для таких довжин хвиль забезпечується лазерна генерація. Обертаючи призму, можна забезпечити безперервну перебудову частоти випромінювання лазера на барвниках. Генерація здійснена з багатьма фарбниками, що дозволило отримати лазерне випромінювання не тільки в усьому оптичному діапазоні, а й на значній частині інфрачервоної та ультрафіолетової частини спектру.

Напівпровідникові лазери. Основним прикладом роботи напівпровідникових лазерів є магнітно-оптичний накопичувач (МО).

Принципи роботи МО накопичувача.

МО накопичувач побудований на поєднанні магнітного і оптичного принципу зберігання інформації. Записування інформації виробляється з допомогою променя лазера і магнітного поля, а зчитування за допомогою одного тільки лазера.

У процесі запису на МО диск лазерний промінь нагріває певні точки на диски, і під впливом температури опірність зміни полярності, для нагрітої точки, різко падає, що дозволяє магнітному полю змінити полярність точки. Після закінчення нагрівання опірність знову збільшується. Полярність нагрітої точки залишається відповідно з магнітним полем, застосованим до неї в момент нагрівання.

У наявних на сьогоднішній день МО накопичувачах для записи інформації застосовуються два цикли: цикл стирання і цикл запису. У процесі стирання магнітне поле має однакову полярність, відповідну двійковим нулях. Лазерний промінь нагріває послідовно весь стирається ділянку і таким чином записує на диск послідовність нулів. У циклі запису полярність магнітного поля змінюється на протилежну, що відповідає двійкової одиниці. У цьому циклі лазерний промінь включається тільки на тих ділянках, які повинні містити виконавчі одиниці, залишаючи ділянки з двійковими нулями без змін.

У процесі читання з МО диска використовується ефект Керра, що полягає у зміні площині поляризації відбитого лазерного променя, в залежності від напрямку магнітного поля відбиває елемента. Відбиваючим елементом у даному випадку є намагнічена під час запису точка на поверхні диска, відповідна одному біту інформації, що зберігається. При зчитуванні використовується лазерний промінь невеличкий інтенсивності, що не приводить до нагрівання зчитуваного ділянки, таким чином при зчитуванні збережена інформація не руйнується.

Такий спосіб на відміну від звичайного застосовуваного в оптичних дисках не деформує поверхню диска і дозволяє повторну запис без додаткового обладнання. Цей спосіб також має перевагу перед традиційною магнітної записом у плані надійності. Так як перемагнічеванііе ділянок диска можливо тільки під дією високої температури, то ймовірність випадкового перемагнічеванія дуже низька, на відміну від традиційної магнітного запису, до втрати якої можуть призвести випадкові магнітні поля.

Область застосування МО дисків визначається його високими характеристиками за надійністю, обсягу і змінюваності. МО диск необхідний для задач, що вимагають великого дискового об'єму. Це такі задачі, як обробка зображень звуку. Однак невелика швидкість доступу до даних, не дає можливості застосовувати МО диски для завдань із критичною реактивністю систем. Тому застосування МО дисків в завданнях зводиться до зберігання на них тимчасової або резервної інформації. Для МО дисків дуже вигідним використанням є резервне копіювання жорстких дисків або баз даних. На відміну від традиційно застосовуваних для цих цілей стримерів, при зберігання резервної інформації на МО дисках, істотно збільшується швидкість відновлення даних після збою. Це пояснюється тим, що МО диски є пристроями з довільним доступом, що дозволяє відновлювати тільки ті дані, в яких виявився збій. Крім цього при такому способі відновлення немає необхідності повністю зупиняти систему до повного відновлення даних. Ці гідності у поєднанні з високою надійністю зберігання інформації роблять застосування МО дисків при резервному копіюванні вигідним, хоча й більш дорогим у порівнянні зі стримерами.

Застосування МО дисків, також доцільно при роботі з приватною інформацією великих обсягів. Легка змінюваність дисків дозволяє використовувати їх тільки під час роботи, не піклуючись про охорону комп'ютера в неробочий час, дані можуть зберігатися в окремому, місці, що охороняється. Це ж властивість робить МО диски незамінними в ситуації, коли необхідно перевозити великі обсяги з місця на місце, наприклад з роботи додому і навпаки.

Основні перспективи розвитку МО дисків пов'язані насамперед із збільшенням швидкості запису даних. Повільна швидкість визначається в першу чергу двопрохідний