51 Регистрация измерительной информации. Лазерная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
Лазерная запись представляет собой запись информации остросфокусированным лучом лазера, использующая тепловое или световое действие луча. Носители ЛЗ чаще всего имеют форму диска. В процессе записи под действием лазерного луча происходят локальные изменения физического или химического состояния рабочего слоя носителя, влияющие на его отражательную способность. Воспроизведение записи также происходит остросфокусированным лучом лазера и основано на различных эффектах, связанных с отражением излучения лазера рабочим слоем носителя.
Лазер-прибор, обычно используемый как генератор излучения (хотя по определению лазер усиливает свет в результате вынужденного излучения).
Наибольшее распространение получили полупроводниковые лазеры, используемые в устройствах лазерной. Поверхность активного вещества, излучающая свет в полупроводниковом лазере, представляет собой квадрат со стороной менее 0,5 мм.
Лазерная головка является одним из основных элементов аппаратуры лазерной записи, непосредственно осуществляет запись, воспроизведение и стирание информации остросфокусированным лучом лазера. Конструктивные особенности лазерной головки зависят от ее назначения (для записи или воспроизведения или для выполнения обеих функций), от принципа лазерной записи (создание микрорельефа на поверхности носителя, изменение магнитного состояния носителя и др.) и выбранного способа управления положением фокального пятна лазера. Во всех случаях лазерная головка содержит лазер мощностью 1 - 10 мВт, оптическую систему для фокусировки и управления положением фокального пятна лазера, и светоприемники. Последние в записывающей лазерной головке служат для управления положением фокального пятна, а в воспроизводящей лазерной головке наряду с этим выполняют основную функцию - воспринимают отраженное от носителя излучение лазера и преобразуют его в электрический сигнал.
На рисунке 1.7 вариант оптической схемы такой головки. Излучение полупроводникового лазера проходит через поляризационный расщепитель, линзу коллиматора, четвертьволновую пластинку и фокусируется объективом на отражающем слое компакт-диска. Сигнал регистрируется на лазерном диске в виде частотно-модулированной записи или импульсов двоичного кода, т.е. в виде двух состояний носителя, соответствующих 0 и 1. Ячейки памяти, содержащие 0 и 1, располагаются на лазерном диске по спиральным или концентрическим дорожкам. Размер каждой ячейки определяется свойствами носителя записи и диаметром сфокусированного на рабочем слое лазерного пятна и составляет около 1 мкм. Плотность записи достигает 1 Мбит/мм2.
1
– компакт-диск; 2 – объектив; 3-
четвертьволновая пластинка;
4 – коллимирующая линза; 5 – поляризационный расщепитель;
6 – полупроводниковый лазер (лазерный диод); 7 – призма;
8 – светоприемник; 9 – структура светоприемника
Рисунок 1.7 – Оптическая система лазерной головки
Известно большое разнообразие систем и средств лазерной записи, отличающихся характером превращений, происходящих в носителе под действием лазерного луча возможностью или невозможностью стирания и повторной записи информации на носителе и др. Общими элементами систем лазерной записи являются дисковод, лазерная головка, устройства автофокусировки и автотрекинга, дисковый носитель.
Системы лазерной записи подразделяют на три основные разновидности. К первой относят системы, в которых запись производит изготовитель лазерного диска на специализированном предприятии, а потребитель получает диск с нестираемой записью и может только воспроизводить ее, т.е. применять лазерный диск как грампластинку. Лазерные диски для таких систем получили наименование ROM (Read Only Memory).
Другую разновидность представляют системы, в которых потребитель сам может записать информацию на лазерном диске, но только один раз. Воспроизводить запись можно многократно. Лазерные диски для этих систем получили наименование WORM (Write Once Read Many) или DRAW (Direct Read After Write).
Наконец, третьей разновидностыо являются системы ЛЗ, в которых потребитель может многократно записывать, воспроизводить и стирать информацию на лазерном диске. Применяемые в этих системах лазерные диски называются реверсивными, стираемыми или перезаписываемыми.