【正文】 )，當(dāng) Xi=Yi=0時，有θx=θy=0176。 ? 簡單雙鏡系統(tǒng)的光路圖如圖 63所示， X軸和 Y軸反射鏡的中心分別為點 a和點 b。感應(yīng)驅(qū)動線圈諧振鏡掃描器的轉(zhuǎn)子是長方形的金屬環(huán)，在環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的動圈通過感應(yīng)加載。 2023/3/28 10 光與現(xiàn)代科技 (1)低慣量掃描器 ? 常用的感應(yīng)驅(qū)動線圈諧振鏡掃描器典型結(jié)構(gòu)如圖 62所示，包括平衡的扭力桿和電感轉(zhuǎn)矩驅(qū)動部分。 ? 光學(xué)傳感器 通常使用 干涉法和光柵法 ，并與系統(tǒng)結(jié)合在一起，它的 分辨率主要受波長和溫度的影響 。兩塊永久磁鐵通過軟磁鐵在四個空氣隙中建立控制磁力線。在滿足上述要求的情況下，它可以在伺服機(jī)構(gòu)的控制下實現(xiàn)任意波形的掃描。 2023/3/28 7 光與現(xiàn)代科技 (1)低慣量掃描器 ? 低慣量掃描器又可以分為 檢流計掃描器 和 諧振鏡掃描器 。 ? 下面主要介紹現(xiàn)有的激光掃描器及其基本特點和成功的應(yīng)用。 ? 本章將簡要地介紹激光在上述各方面的有關(guān)應(yīng)用概況 ， 特別是一些新思想 、 新概念 、 新技術(shù) 、 新進(jìn)展等 。 激光存儲技術(shù) ? 激光存儲的基本原理、分類及特點 ? 激光光盤存儲 ? 激光體全息光存儲 ? 激光存儲技術(shù)的新進(jìn)展 2023/3/28 4 光與現(xiàn)代科技 光與信息技術(shù) ? 從技術(shù)角度看 ， 信息領(lǐng)域是一個十分廣闊的領(lǐng)域 ， 它包括信息的產(chǎn)生 、 發(fā)送 、 傳輸 、 探測 、 存儲 、 顯示等許多方面 。光與現(xiàn)代科技 光與現(xiàn)代科技講座 第六章 光與信息技術(shù)中的應(yīng)用 2023/3/28 1 光與現(xiàn)代科技 光與現(xiàn)代科技講座 ? 第一章 概述 2 ? 第二章 光源與激光器 2 ? 第三章 激光在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 4 ? 第四章 激光在軍事技術(shù)中的應(yīng)用 4 ? 第五章 激光在現(xiàn)代工業(yè)和加工中的應(yīng)用 4 ? 第六章 光與信息技術(shù) 4 ? 第七章 光通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò) 4 ? 第八章 光學(xué)傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò) 2 ? 第九章 光學(xué)成像 、 全息與顯示技術(shù) 4 ? 第十章 光電集成與納米技術(shù) 4 2023/3/28 3 光與現(xiàn)代科技 第六章 光與信息技術(shù)中的應(yīng)用 ? 167。 ? 激光在信息領(lǐng)域的應(yīng)用 ， 包括以 激光為信息載體 ， 將聲音 、圖像 、 數(shù)據(jù)等各種信息通過 激光傳送 出去；通過 激光存儲在光學(xué)存儲器里；通過 激光將信息打印或顯示 出來等等 。 2023/3/28 5 光與現(xiàn)代科技 167。 2023/3/28 6 光與現(xiàn)代科技 激光掃描器 ?激光掃描器可分為低慣量掃描器 (Low Inertia Scanner)和全息掃描器。 ? 檢流計掃描器 能產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)的偏轉(zhuǎn)，高保真度的正弦掃描以及非正弦的鋸齒、三角或任意形式的掃描。 ? 動鐵低慣量掃描儀的 轉(zhuǎn)子 是實心的鐵芯， 定子 由永久磁鐵盒加載線圈組成。線圈加載后在磁路中產(chǎn)生磁力線，這一磁場使轉(zhuǎn)子的兩個對角一邊加強(qiáng)，而另一邊減弱，從而產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)矩。 ? 磁位置傳感器 是傳感元件在磁路中由于位置發(fā)生變化而導(dǎo)致感應(yīng)電壓變化的傳感器件，它不適用于高性能的掃描器。反射鏡被扭力桿 T1和 T2完全對稱懸掛，當(dāng)反射鏡運(yùn)動時，不會引起扭力擾動。 ? 低慣量掃描器系統(tǒng)的選擇取決于對掃描器應(yīng)用的要求 。掃描點 c的坐標(biāo)為 (0,Yi)。 。 圖 64中繼透鏡系統(tǒng)光路圖 ? 中繼透鏡系統(tǒng)的光路圖如圖64所示。 ? 當(dāng)入射光束以平行 Y軸的方向入射，且在 X鏡轉(zhuǎn)角很小的一級近似的情況下，由 X鏡反射的光束在 Y鏡上的位置基本保持不變，它只改變了出射光束的方向。 ? 如果把全息透鏡從位置 1移動到位置 2，再現(xiàn)光在全息透鏡上的位置也從右側(cè)移到左側(cè)，如圖中虛線所示，這時衍射會聚光的焦點也從像平面的位置 l移動到位置 2。 ? 光學(xué)結(jié)構(gòu)首先是選擇全息圖的類型，是采用反射全息圖或采用透射全息圖，然后設(shè)計全息圖的光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)。 2023/3/28 18 光與現(xiàn)代科技 全息掃描器 7 ? 全息掃描器的設(shè)計要綜合考慮各方面的因素，其中包括：對掃描線質(zhì)量的要求，全息掃描器參數(shù)(包括掃描參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)兩類，掃描參數(shù)有光斑尺寸、掃描線長度、焦距、掃描的線性、場曲、掃描速度、全息圖的尺寸和子全息圖的數(shù)目等；運(yùn)行參數(shù)有工作距離、角寬度、子全息圖數(shù)、旋轉(zhuǎn)軸與全息圖上再現(xiàn)激光光斑之間的距離、記錄和再現(xiàn)波前的取向及形狀和旋轉(zhuǎn)速度等 )的要求，以及全息掃描器制作和使用的可行性等。 ? 其次是全息圖作為掃描元件時能夠收集被掃描物體的散射光。 ? 當(dāng)然全息掃描器在應(yīng)用中也有一些不足： ? 首先是寬帶的記錄材料比較缺乏，因此記錄和再現(xiàn)中要使用不同波長的激光，會引入一些像差。 ? (1)激光照排機(jī) ? 圖 68給出了一激光照排機(jī)的原理。 ? 在圖中膠片的上方一側(cè)有一個光電器件，作為行起始的基準(zhǔn)。 ? 激光照排機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是光源、聲光調(diào)制器、激光掃描、副掃描技術(shù)和電路控制技術(shù)。 2023/3/28 26 光與現(xiàn)代科技 (2)激光縮微機(jī) 1 ? 激光光源輸出的單光束經(jīng)聲光調(diào)制器產(chǎn)生 9個不同頻率 (40MHz~50MHz)的時序調(diào)制，得到 9個被調(diào)整的時分復(fù)用光束。掃描器掃描的位置精度可達(dá)萬分之一。 ? 條碼掃描器的掃描系統(tǒng)一般采用旋轉(zhuǎn)棱鏡掃描和全息掃描兩種方案。 ? 手持單線掃描器由于掃描速度低、掃描角度較小等原因，產(chǎn)生了多種實現(xiàn)光束掃描的方案。 2023/3/28 30 光與現(xiàn)代科技 (3)條形碼掃描器 3 ? 在激光全角度掃描器中，普遍采用反向接收系統(tǒng)。 ? 接收到的光信號需要經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號。在手持槍式掃描器中一般采用硅光電池、光電二極管或光電三極管作為光電轉(zhuǎn)換器件，它的出射光能量相對較強(qiáng)，信號頻率較低，因此對電子元器件特性要求不是很高。 2023/3/28 32 光與現(xiàn)代科技 167。 2023/3/28 33 光與現(xiàn)代科技 1．激光打印機(jī)原理及組成 ?不同的廠家已生產(chǎn)出多種不同型號的激光打印機(jī)，但它們的基本原理、基本組成和工作過程大致相同。 2023/3/28 35 光與現(xiàn)代科技 1．激光打印機(jī)原理及組成 2 ? 除了以上主要組件外，還要有電源系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的密切配合，才能完成整個打印過程。 2023/3/28 36 光與現(xiàn)代科技 2．激光打印機(jī)的基本工作過程及控制系統(tǒng)簡介 ? (1)激光掃描系統(tǒng)工作過程 ? 激光掃描系統(tǒng)由光調(diào)制器、掃描器、光偏轉(zhuǎn)器、同步器和高頻驅(qū)動電路等組成，它的基本工作過程如下： ? 激光器產(chǎn)生激光束經(jīng)反射鏡反射進(jìn)入光調(diào)制器，同時計算機(jī)送來二進(jìn)制圖文點陣信息由接口電路送到字型發(fā)生器，產(chǎn)生所需要的二進(jìn)制脈沖信號，經(jīng)過頻率合成器和功率放大器進(jìn)行合成、放大后也送入光調(diào)制器，并對反射鏡反射過來的激光束進(jìn)行調(diào)制。 2023/3/28 37 光與現(xiàn)代科技 ? 電子成像是將感光鼓上的二維電子潛像經(jīng)炭粉投影方式顯影，然后轉(zhuǎn)印到打印紙上，再經(jīng)加熱加壓定影，使粉末狀的墨粉微粒熔化滲入紙纖維中，成為永久性的打印輸出。 (2)電子成像工作過程 2023/3/28 38 光與現(xiàn)代科技 ? 然后，調(diào)制后的激光束 (由激光掃描系統(tǒng)產(chǎn)生 )掃描 到感光鼓，使布滿電荷的感光鼓被激光束照射的部分 曝光 ，從而使感光鼓帶有不可視的靜電潛像 —— 靜電電荷陣列。 ? 這樣就把需要打印的文字或圖像轉(zhuǎn)印到打印紙上，成為永久性的 打印輸出 。 ? 當(dāng)一個打印循環(huán)開始時，主電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，機(jī)械連軸器驅(qū)動感光鼓、融解輥并把打印紙送入打印機(jī)的送紙輥。 ? 當(dāng)同步信號到來時，咬合齒輪捕捉到定位輥中的紙并傳送到位，和感光鼓上碳粉圖像的起始位置對齊。 ? 打印機(jī)的電子控制包知道打印紙離開了打印機(jī)，主電動機(jī)可停止工作；或一張新的打印紙可進(jìn)入，開始下一個打印循環(huán)。要將這些數(shù)據(jù)信號 (包括整頁打印內(nèi)容的代碼 )變成調(diào)制激光的視頻信號，或者儲存在某些計算機(jī)較大容量的緩沖區(qū)內(nèi)；或者在送往打印機(jī)前先編譯出來形成點陣信息。 ? 早期的激光打印機(jī)主要采用 HeNe激光器，是一種與大型計算機(jī)配套的高速輸出設(shè)備，它體積大、成本高、價格昂貴，應(yīng)用面不廣，然而它在打印質(zhì)量、打印速度、打印精度、穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量方面具有突出的優(yōu)勢。 ? 盡管我國激光打印技術(shù)發(fā)展迅速，重慶華蜀公司、聯(lián)想集團(tuán)、中科院計算機(jī)所中計公司、紫金公司、科海公司等都研制生產(chǎn)了自己的漢字激光打印機(jī)產(chǎn)品，憑借漢字處理優(yōu)勢在我國打印機(jī)市場上爭占一席之地。為滿足信息社會的發(fā)展需求，光存儲技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為現(xiàn)代信息社會中不可缺少的存儲技術(shù)之一。 ? 上世紀(jì) 80年代后期出現(xiàn)的磁光盤 (MO)技術(shù)和 90年代初期出現(xiàn)的相變光盤 (PC)技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入實用時期。 ? 用激光對存儲材料讀取信息時，讀出光的性質(zhì)隨存儲材料性質(zhì)的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化，從而實現(xiàn)已存儲光信息的讀取。 理論估計光儲存的面密度為 1／ λ2。而光存儲只要其介質(zhì)穩(wěn)定，壽命一般在 10年以上。 由于光存儲密度高，其信息位價格可比磁記錄的低幾十倍。 ? 1．激光光盤存儲的基本原理 ? 光盤存儲包括信息“寫入”和“讀出”兩個過程。 2023/3/28 51 光與現(xiàn)代科技 ? 圖 627為一基本的光盤系統(tǒng)圖。 ? 例如在采用氬離子激光器 (λ=)和物鏡數(shù)值孔徑為 的系統(tǒng)中，信息斑的最小直徑為 λ／ (2NA)=／(2 )= m，則存儲密度為 (NA／ λ)2=3 1012m2。光盤載噪比均在 50dB以上，且多次讀／寫后不降低。 2023/3/28 54 光與現(xiàn)代科技 2．激光光盤的類型 ? 計算機(jī)控制的數(shù)字光盤存儲技術(shù)，按讀寫功能劃分主要有如下四種： ? (1)只讀存儲 (Read only memory)光盤 ? 只讀式存儲光盤的記錄介質(zhì)主要是光刻膠，記錄方式是先將信息刻錄在介質(zhì)上制成母盤，然后進(jìn)行模壓復(fù)制大量子盤。 ? 這類光盤具有寫、讀兩種功能，用戶可以自行一次寫入，寫完即可讀，但信息一經(jīng)寫入便不可擦除，也不能反復(fù)使用。 ? 可見這種先擦后寫的兩步過程限制了數(shù)據(jù)的存儲速率，因而尚未應(yīng)用到計算機(jī)系統(tǒng)的隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory． RAM)，但它在海量脫機(jī)存儲和圖像數(shù)字存儲方面應(yīng)用廣泛。 ? 這種光致晶化的可逆相變過程非?？?，當(dāng)擦除激光脈寬與寫入激光脈寬相當(dāng)時 (20~50ns)，