سفارش تبلیغ
صبا ویژن
فرشتگان برای جویای دانش آمرزش می طلبند و هرکس در آسمان و زمیناست، برای وی دعا می کند . [امام علی علیه السلام]
وبلاگ تخصصی فیزیک
پیوندها
وبلاگ شخصی محمدعلی مقامی
* مطالب علمی *
ایساتیس
آقاشیر
.: شهر عشق :.
جملات زیبا
تعقل و تفکر
دکتر رحمت سخنی
بیگانه ، دختری در میان مردمان
تا ریشه هست، جوانه باید زد...
اس ام اس عاشقانه
خاطرات خاشعات
اس ام اس سرکاری اس ام اس خنده دار و اس ام اس طنز
وسوسه عقل
پرهیزکار عاشق است !
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
آموزش
وبلاگ تخصصی کامپیوتر
هک و ترفند
فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
انجمن فیزیک پژوهش سرای بشرویه
عاشقان خدا فراری و گریزان به سوی عشق و حق®
وبلاگ عشق و محبت ( اقا افشین)
باید زیست
دست نوشته های دو میوه خوشمزه
در دل نهفته ها
روزگاران(حتما یه سری بهش بزن ضرر نمی کنی)
فقط برای ادد لیستم...سند تو ال
تجربه های مدیریت
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
ارزانترین و بزرگترین مرکز سوالات آزمون دکترا
عکس و اس ام اس عشقولانه
دانلود نرم افزار های روز دنیا
شاهرخ
مکانیک هوافضا اخترفیزیک
مکانیک ، هوافضا ،اخترفیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک و اختر فیزیک
وبلاگ تخصصی فیزیک جامدات
همه با هم برای از بین نرفتن فرهنگ ایرانی
انتخاب
فیزیک و واقعیت
ترجمه متون کوتاه انگلیسی
دنیای بیکران فیزیک
آهنگ وبلاگ


مقدمه:
 LCD ها( (
Liquid Crystal Displayبه دلیل دارا بودن مزایای بیشتر نسبت به
دیگر فناوری های نمایشی، کارایی بیشتری دارند.
به عنوان مثال آنها، باریک تر، روشن تر و کم مصرف تر ازCRT  ها ( CathodeRay
Tube) هستند.اما، چه چیز
باعث شده که آن ها، کریستال مایع نامیده شوند؟ تناقضی در نامِ (مایع کریستال) وجود
دارد.
در تصور ما کریستال، ماده ی
جامدی مانند کوارتز است. که معمولا همچون سنگ، سخت می باشد. و با یک
مایع، کاملا متفاوت است.چطور ممکن است،
ماده ای هم مایع باشد، هم جامد ؟ موادی وجود دارند که میتوانند در هر دو حالت باشند، به نوعی هم مایع، هم جامد. وقتی
در این حالت هستند، مولکولهایشان
تمایل به حفظ حالت جامد را دارند، با این حال مانند مایعات، مولکول هایشان در حال حرکت هستند. و این بدان معنی است که مایعات کریستالی نه جامدند و نه مایع. پس، مایع کریستالی چگونه عمل
میکند. نهایتا اینگونه نتیجه می
گیریم :" مایع کریستالی به حالت مایع نزدیکتر است تا به جامد."

جالب است
بدانید با دادن میزان قابل توجهی گرما به جسم جامد، میتوان آن را به مایع کریستالی مبدل و تنها با دادن کمی حرارت بیشتر
میتوان آن را به یک ماده ی کاملا
مایع تبدیل کرد.
این امر آشکارا بیانگر این
مسئله است که چرا مایعات کریستالی به دما حساسند و
چرا از آنها در دما سنج استفاده می شود. همچنین می تواند پاسخ خوبی برای این سئوال باشد که چرا صفحه نمایش کامپیوتر هایِ کیفی در یک روز سرد یا روزی گرم در کنار ساحل، عملکردی عجیب یا به نوعی خنده دار دارد.
ساخت یک LCD
برای ساخت یک LCD کارهای بیشتری باید نسبت به ساختِ  صرفاً یک برگه
ی کریستال مایع انجام دهیم. ترکیب این چهار
اصل، ساخت LCD را ممکن میکند:
1.    نور می
تواند قطبیده(پولاریزه) شود.
2.    کریستالهای
مایع، می توانند نورِ پولاریزه شده را تغییر و انتقال دهند.
3.    ساختار
کریستالهای مایع می تواند با جریان الکتریسیته تغییر یابد.
4.    مواد
شفاف می توانند رسانایی برای الکتریسیته باشند.
LCDوسیله ای است که این چهار
اصل را به طرز شگفت آوری بکار می گیرد. برای ساخت یک LCD دو تکه شیشه ی پولاریزه شده بردارید. یک
پلیمر مخصوص که شیارهای
میکروسکوپی در سطح ایجاد میکند، را روی سطحی از شیشه که پوسته ی پولاریزه ندارد بسایید. شیارها باید در امتداد و در
موازاتِ پوسته ی پولاریزه
باشد. سپس، لایه ای از مایع کریستالی Nematic  را به یکی از صافی ها اضافه کنید. شیار ها باعثِ هم ردیف شدنِ اولین لایه ی مولکولها با جهت صافی میشوند. سپس دومین تکه ی شیشه را
به گوشه ی راست پوسته ی
پولاریزه ی قسمت اول اضافه کنید.
سلسله وار، هر لایه ی
ملکولهای TN، آرام آرام حول محور خود دوران میابد تا زمانی که بالاترین لایه 90 درجه از پایین، منطبق با
صافی شیشه ی پولاریزه شود.
 بهمحض برخورد نور به
نخستین صافی، آن صافی، پولاریزه میشود. سپس مولکولهای هر لایه، نور دریافتی را به لایه ی بعدی خود انتقال می دهند. هنگامی که نور از کریستال مایع هر لایه در حال گذر است، مولکول ها جهش نور را، جهت تطابق با زاویه ی خود با ایجاد لرزش تغییر می
دهند. وقتی نور به بخش دور ماده
ی کریستال مایع می رسد، همان گوشه را به عنوان آخرین لایه ی مولکولی، به ارتعاش در می آورد. اگر آخرین لایه با دومین صافی شیشه ی پولاریزه هم خوانی داشته باشد، نور از آن قسمت میگذرد.
اگر ما به مولکول های کریستال
مایع، بار الکتریکی دهیم، آنها از هم باز میشوند. بهمحض اینکه آنها ترتیب خود را از دست دهند، زاویه ای که نور از آن
می گذرد را تغییر می دهند و
بالطبع دیگر با زاویه ی صافی پولاریزه ی بالا، هم خوانی نخواهد داشت.
نتیجتاً، هیچ نوری از آن قسمت LCD نمی گذرد و این امر باعث تیره شدن آن ناحیه نسبت به نواحی اطراف می شود.ساخت یک LCD ساده، ساده تر از آن چیزی است که شما فکر میکنید. شما با یک شیشه و کریستال مایع که در بالا توضیح داده شد شروع می کنید و دو عدد الکترود رسانا(شفاف) به آن اضافه می کنید. بعنوان مثال تصور
کنید که شما می خواهید ساده ترین نوع LCD را
که فقط از الکترودی مستطیل شکل تشکیل شده است، بسازید. لایه هایش احتمالا به این شکل خواهند بود:
 LCDیک آینه  در
قسمت عقب دارد که باعث خاصیت بازتابی آن می شود. سپس ما تکه ای از شیشه را با یک پوسته ی پولاریزه در پایین به آن می افزاییم. و یک صفحه معمولی الکترود که از اکسید Indium-tin در بالای آن استفاده شده، می گذاریم. این صفحه ی معمولی الکترود، تمام سطح LCD را پوشش
می دهد. بالای آن، لایه ای از ماده ی کریستال مایع
وجود دارد. بعد، تکه ی دیگری از شیشه بههمراه
الکترود دیگری بهشکل چهارگوش در قسمت پایین قرار می گیرد. و در قسمت بالا پوسته ی پولاریزه ی دیگری در گوشه ی راستِ اولی، قرار می دهیم. الکترود به منبعِ قدرتی، همانند باطری متصل می
گردد. وقتی که جریانی وجود ندارد،
نوری که از روبه روی LCD وارد می شود، مستقیما به
آیینه برخورد کرده و بهسرعت، خارج می شود.اما وقتی
که باطری، جریان لازم را به الکترود می
دهد، مایع کریستال بین سطح الکترود معمولی و الکترود مستطیل شکل، شروع به بازتابیدن و انسداد نور در آن ناحیه از خروج آن جلوگیری می کند. و این باعث می شود که LCD بخش
مستطیل شکل را بصورت سیاه نمایش دهد.
مهم ترین فاکتور هایی که برای
ارزیابی یکLCD  باید در نظر گرفت.
 
:Resolution اندازه عمودی و افقی آن به صورت پیکسل بیان می شود. بر خلاف نمایشگر
های CRT ، LCDها توانایی دادن بهترین رزولوشن را بر اساس بهترین تصویر
دارند.
 
:Dot Pitch  فاصله بین مرکز دو
پیکسل مجاور می باشد. هر چقدر سایز آن کوچکتر باشد،
دانه دانه ظاهر شدن کاهش میابد.DOT
PITCH  ممکن است که هم عمودی ،و هم افقی باشد.
 
:Viewable sizeسایز یک
نمایشگر بر اساس قطر آن اندازه گیری می شود.
:Response timeکوتاهترین زمان
ممکن برای تغییر رنگ یا روشنایی یک پیکسل.
:Color supportنشان می دهد
که، نمایشگر چه نوع رنگ هایی را پوشش می دهد.
:Brightness مقدار روشنایی که
از نمایشگر ساتع می شود.
:Contrast Ratio نسبت شدت
روشنایی روشن ترین نقطه به تاریک ترین نقطه.
:Aspect Ratio نسبت پهنا به
ارتفاع.
 :Input Port ورودی های نمایشگر مثل DVI , VGA.



کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 87/11/20:: 12:13 عصر     |     () نظر

کلمه "اگزایمر" از عبارت "دیمر تحریک شده" بدست آمده است که بدین معنی است که یک مولکول دو اتمی وقتی در حالت تحریکی واقع است پایدار است و در حالت پایه ناپایدار است. چنین مواردی مشخصا عباتند از هالوژنهای گاز نادر مانند ArF ، KrF و XeCl. اگر نمودار انرژی بر حسب فاصله بین مولکلی را برای حالت پایه یک مولکول معمولی رسم کنیم منحنی با یک انرژی مینیمم در حالت جدایی در حالت پایه مولکول بدست می‌آوریم. چنین منحنی‌هایی را می‌توان برای حالتهای تحریکی بدست آورد. ولی برای دیمرها گر چه حالتهای تحریکی دارای مینیمم است ولی حالت پایه دارای مینیمم نیست.

img/daneshnameh_up/c/cd/EX2A.jpg

ایجاد جمعیت معکوس

بطور وضوح در حالت تعادل مولکولهای کمی در حالت پایه وجود دارند و مولکولها ناپایدارند. از اینرو نمی‌توان تحریک را مستقیم از حالت پایه بدست آورد. چندین امکان برای تحریک غیر مستقیم در تخلیه وجود دارد. برای مثال در ArF مراحل زیر اتفاق می‌افتد. ابتدا برخورد الکترونی داریم:


e + F2 ? F- + F


یونهای منفی با یونهای مثبت موجود مولکول تحریک شده را تولید می‌کنند:

*(Ar+ + F- ? (ArF


با وجود این راه غیر مستقیم ، چنین واکنشهایی می‌تواند در تحریک کردن مولکولهای دیمر بسیار مؤثر باشد. به دلیل جمعیت کم در حالت پایه ، جمعیت معکوس به راحتی حاصل می‌شود. حتی وقتی که لیزر در حال کار است جمعیت حالت پایه خالی باقی می‌ماند، به دلیل آنکه حالت پایه ناپایدار است. به محض آنکه مولکول در حالت پایه قرار می‌گیرد اتمها به سرعت از یکدیگر جدا می‌شوند و مولکول تجزیه می‌شود.

فرآیند دمش

برای دمش این لیزرها تخلیه الکتریکی ، پرتوهای الکترونی و حتی پرتوهای فوتونی بکار می‌روند، گر چه در لیزرهای تجارتی معمولا از روش تخلیه الکتریکی استفاده می‌شود. دمش بسیار قوی به منظور ایجاد واکنشهای فوق مورد نیاز است که منجر به عمل لیزر به صورت ضربانی می‌شود. تجهیزاتی مانند آنچه در لیزر ازت به منظور دمش لیزر مورد نیاز است. بعضی از مواقع با استفاده از پرتوهای ماوراء بنفش و یا پرتوهای ایکس گازی محفظه تخلیه ابتدا کمی یونیزه می شود که تخلیه الکتریکی را بعدا سرعت می بخشد. غالبا تجهیزاتی نیز به منظور تعویض نوع گاز و تغییر طول موج لیزر نیز ساخته می‌شود. در هر صورت ضروری است بطور منظم گاز داخل محفظه لیزر تعویض شود تا از کاهش و تغییر خروجی لیزر ممانعت شود. لازم به توضیح است که بعضی از این مواد بخصوص گاز فلوئور سمی است.

img/daneshnameh_up/f/f0/eximer-laser-2.jpg

توان و بازه فرکانسی

تعداد نسبتا زیادی لیزرهای اگزایمر ساخته شده‌اند که ناحیه طول موجهای 120 تا 500 نانومتر را در بر می‌گیرند. بعضی از آنها به خصوص XeF و KrF دارای کارآیی مؤثر 15-10% می‌باشند. توان ماکزیمم تا 1 ژول با توان متوسط حدود 200 وات قابل حصول است. چنین ضربانهای با توان بالا به خصوص جهت دمش لیزرهای رنگی مورد نیاز است.


کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 8:24 عصر     |     () نظر
 وقتی هارمونیکهای مختلف ، تارهای مختلف ساز با هم به طور کامل کوک نمی‌شوند در داخل صوت موسیقی ناهنجاریهایی شنیده می‌شود که اختلاف جزئی با آهنگ اصلی دارد. این مساله در مباحث علمی تحت عنوان پدیده طنین مطرح است. در حالت کلی اکثر ناهنجاریهای صوتی که فرکانس ناخوشایند تولید می‌کنند به این پدیده مربوط می‌شود.
مفهوم طنین
اگر ارتعاشی ناهماهنگ باشد. افزون بر بلندی و ارتفاع یک خاصیت دیگر نیز دارد این زنگ صدای خاص یا طنین آن می‌باشد.
طنین چگونه بوجود می‌آید؟
اگر به جای دیاپازون ، سیرن ساده‌ای یعنی دیسک چرخانی را که دارای سوراخ‌هایی است و جریان هوا روی آنها دیده می‌شود، با افزایش فشار جریان هوا نوسانهای چگالی هوای پشت سوراخها را شدت می‌بخشیم و صوت با حفظ ارتفاعش بلندتر می‌شود. با افزودن به سرعت چرخش دیسک ، دوره قطع جریان هوا را کاهش می‌دهیم. صدا زیرتر می‌شود ولی بلندتر نمی‌شود.
می‌توانیم در دیسک دو ردیف یا بیشتر سوراخ کنیم و تعداد سوراخ‌های هر ردیف را متفاوت بگیریم. هر چه تعداد سوراخهای ردیفی زیادتر یعنی دوره قطع کوتاهتر باشد. صوت از دیدن جریان زیرتر است.
تفکیک صداها
هنگامی که سیرن به عنوان چشمه صوت باشد. ارتعاشهای دورهای و ناهماهنگ به دست می‌آید، ثپ ( پالس ) چگالی هوای جریان متناوب ناگهانی عوض می‌شود. از این رو صدای سیرن با اینکه صوت موسیقی است. ولی به صدای دیاپازدن شبیه نیست ، یعنی صوت سیرن را با ، دیاپازدن هم صدا کرده همین طور بلندی دو صوت را نیز می‌توان یکسان کرد.
با وجود این ، می‌توان صدای سیرن را از صدای دیاپازن با آسانی تمیز داد. از این رو اگر ارتعاشی ناهماهنگ باشد. افزودن بر بلندی و ارتفاع یک خاصیت دیگر نیز دارد. این رنگ صدای خاص ، یا طنین آن است. به سبب طنینهای مختلف ، می‌توان صداهای صحبت ، سوترفی ، تار پیانو ـ تار ویولون ، فلوت ، آکاردئون و غیره را از هم تمیز داد. حتی اگر این صداها ارتفاع و بلندی یکسان داشته باشند. ما صدای اشخاص را طنین صدایشان تشخیص می‌دهیم.
خواص تشخیص ارتعاش طنین صوت
نوسان نگاشت‌های تولید شده با پیانو و قره ‌نی از نت یکسان یعنی صوت هم ارتفاعی متناظر با دوره 0.01s را نشان می‌دهد. نوسان نگاشت‌ها نشان می‌دهند که مد هر دو نوسان یکی است. ولی در شکل نت خیلی فرق دارند. و در نتیجه طنین هماهنگ متفاوت دارند. هر دو صوت عبارتند از نوسانهای هماهنگ ( تنها ) یکسان ، اما تنها ( اصلی و ابر تنها ) در این صوتها با دانه‌ها و فازهای متفاوت نشان داده شده‌اند. بنابراین ، باید پیدا کنیم که در طنین خاصی چه عواملی دخالت دارند.
عوامل دخیل در طنین
- دامنه ارتعاش:
برای گوش انسان فقط بسامد و دامنه ، تنهای صوت اساسی‌اند ، یعنی طنین صوت را طیف هماهنگهایش تعیین می‌کند.
- فاز ارتعاش:
تغییر وضع تک تک تنها با زمان یعنی جابه جاییهای فاز تنها ، با اینکه شکل ارتعاش برآیند را به مقدار زیادی عوض می‌کنند ولی گوش آنها را احساس نمی‌کند. بنابراین ، صوت یکسانی را می توان با شکلهای ارتعاشی به کلی متفاوت ، شنید. فقط مهم این است که طیف ، یعنی بسامد و دامنه تنهای مؤلفه ، بدون تغییر بمانند.

کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 86/12/4:: 10:18 صبح     |     () نظر

دید کلی
هنگامی که نور به یک محیط شفاف وارد یا از آن خارج می‌شود ممکن است پرتوهای نور شکست یابند و اثرهای جالب و گاهی زیبا را پدید آورند. مثلا اگر به یک سکه در ته لیوانی پر از آب نگاه کنید سکه بالاتر از محل واقعی خود به نظر می‌رسد یا وقتی که یک قاشق را بطور مایل در لیوان آب فرو می‌برید آن را در محل ورود به آب شکسته می‌بینید. برعکس اگر جسم در هوا باشد و از محیط غلیظ به آن نگاه کنیم جسم دورتر به نظر می‌رسد. اگر به کف یک استخر نگاه کنید عمق آب کمتر از عمق واقعی به نظر می‌رسد، اگر در راستای نزدیک به خط قائم به کف استخر پر از آبی به عمق 5 متر نگاه کنید عمق آن تقریبا 4 متر به نظر می‌رسد.

قوانین شکست
پرتو تابش و پرتو شکست و خط عمود بر سطح جدا کننده دو محیط شفاف هر سه در یک صفحه واقعند.

برای دو محیط شفاف معین نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست مقداری است. این مقدار ثابت را به n نشان می‌دهند و آنرا ضریب شکست می‌نامند. قوانین شکست را قوانین اسنل - دکارت می‌گویند. اگر سرعت نور را در هوا به V و در محیط شفاف بهV? نمایش دهیم با اندازه گیریهایی که در مورد سرعت نور به عمل آمده ، معلوم شده است که n = V/V? است.
ضریب شکست مطلق و نسبی
هر گاه یک دسته پرتو نور از خلأ وارد محیط شفافی شوند n = Sini/Sinr را ضریب شکست مطلق می‌نامند. چنانچه نور از یک محیط شفاف (مثل آب) وارد محیط شفاف دیگری مثل (شیشه) شود، نسبت Sini/Sinr ، ضریب شکست نسبی خواهد بود. اگر ضریب شکست مطلق محیط اول n1 و ضریب شکست مطلق محیط دوم n2 باشد، ضریب شکست نسبی این دو محیط عبارت خواهد بود از:

n = n2/n1

وقتی که نوری با فرکانس معین از محیط شفافی به ضریب شکست n1 وارد محیط شفاف دیگری به ضریب شکست n2 می شود، بسامد آن تغییر نمی‌کند، در نتیجه تغییر سرعت نور در محیط دوم به نسبت n1/n2 باعث تغییر طول موج نور به نسبت n1/n2 می‌شود. در این صورت داریم:

?2 = n1/n2 ?1 که در آن ?1 و ?2 طول موج نور در دو محیط هستند.

 دیوپتر
فصل مشترک دو محیط شفاف دیوپتر نامیده می‌شود (مانند سطح آب یا شیشه) ، دیوپتر ممکن است مسطح یا کروی باشد. چگونگی وضع تصویر نسبت به دیوپتر:
جسم در محیط غلیظ قرار گرفته است
در این حالت تصویر به سطح دیوپتر نزدیک می‌شود.

فاصله تصویر تا دیوپتر از رابطه tanr/tanr=x?/x بدست می‌آید که در آن x فاصله جسم و x? فاصله تصویر تا دیوپتر است x را عمق واقعی و x? را عمق ظاهری می‌نامند.

اگر به طور عمود نگاه کنیم زوایای i و r کوچک می‌شوند و x?= x/n را داریم که در آن n ضریب شکست محیط غلیظ نسبت به رقیق است.

برای تابش عمودی فاصله جسم تا تصویر برابر است با:(x(1 - 1/n
جسم در محیط رقیق قرار گرفته است.
در این حالت تصویر از سطح دیوپتر دورتر می‌شود.
برای تابش عمودی فاصله تصویر تا دیوپتر از رابطه x?= nx بدست می‌آید.
برای تابش عمودی فاصله جسم تا تصویر برابر (x(n - 1 است.
علت شکسته به نظر رسیدن خط کش در آب
پرتوهای نور که از انتهای خط کش به سطح آب می‌تابند هنگام خروج شکست یافته و از خط عمود دور می‌شوند و به چشم ما می‌رسند و به نظر می‌رسد این پرتوها از تصویر مجازی نقطه انتهای خط کش که بر کف تکیه دارد به چشم رسیده‌اند. به همین ترتیب نقاط دیگر خط کش نیز قدری بالاتر از محل واقعی خود دیده می‌شود. در نتیجه تصویر آن قسمت از خط کش که در آب قرار دارد به صورت مجازی در راستایی بالاتر از راستای واقعی خط کش تشکیل می‌شود.

طریقه رسم و پیدا کردن عمق ظاهری
فرض کنید سکه‌ای را در ته استخر قرار داده‌اید، ابتدا از محل سکه خط عمود در راستای قائم رسم کنید طوریکه تمام ارتفاع استخر را پوشش دهد.

خط عمودی دیگری در محلی از سطح استخر که به استخر نگاه می‌کنید رسم کنید.

پرتوی از محل سکه به محلی که نگاه می‌کنید رسم کنیم، این پرتو چون به محیط جدایی دو محیط رسیده است، بعد از خروج شکست خواهد یافت.

پرتو شکست یافته را در بیرون استخر رسم کنید.
پرتو شکست یافته را در محیط غلیظ ادامه دهید تا خط عمودی را که در ابتدا رسم کرده‌ایم، قطع کند.
فاصله این نقطه تا سطح دیوپتر عمق ظاهری است.


کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 86/10/6:: 1:13 عصر     |     () نظر
مقدمه
با تلفیق دو تکنولوژی مغناطیس و نور ، تلاش می شود تا دیسکهایی ایجاد شوند که هم خاصیت قابل پاک شدن و باز نویسی دیسکهای مغناطیسی را داشته باشند و هم چگالی و ظرفیت بسیار بالای دیسکهای نوری. به نظر می‌رسد که اینگونه دیسکها در تولید انبوه به بازار مصرف عرضه شده است. قطر این دیسکها 5 اینچ بوده ، از نوع پاک شدنی هستند و از سرعت بسیار بالایی برخوردارند ، سرعت انتقال در این دیسکها حدود یک مگابایت در ثانیه و یا بیشتر است. در سالهای اخیر دیسکهای نوری بطور وسیعی برای سرگرمی ، برنامه‌های تعلیم و تربیت و ارتباطات تصویری – صوتی بکار گرفته شده است. در زمینه ذخیره اطلاعات ، سیستمهای ثبت نوری مستقیم به عنوان تجهیزات یارانه‌ای معروف شده‌اند، جایی که ترکیب ظرفیت اطلاعات خیلی زیاد و دسترسی سریع به آنها توسط دیسکهای نوری یک جایگزین جذاب برای روشهای دیگر ذخیره حافظه یارانه‌ای است. ظرفیت اطلاعات زیاد ، طول عمر زیاد و زمان طولانی نگهداری ، کاربردهای ذخیره و ... را منحصر به خود کرده است.
در تمام سیستمهای دیسک نوری ، مانند دیسکهای ضبط صدا (دیسک بسته یا CD) ، دیسکهای نمایشی (که معمولا نمایش لیزری یا LV نامیده می‌شود) و دیسکهای ذخیره داده‌ها ، ما فرض می‌کنیم که اطلاعات بر روی دیسک ثبت می‌شود یا نوشته می‌شود و مجددا با استفاده از نور خوانده می‌شود. در عمل تعداد زیادی از لیزرها مانند لیزر یون - آرگون HeNe ، HeCd و دیود لیزر نیم هادی AlGaAs به عنوان چشمه‌های نور برای نوشتن و خواندن بکار گرفته شده‌اند. در حقیقت روشهای دیگر برای نوشتن و خواندن دیسک وجود دارد که ما به آن نخواهیم پرداخت.
مزیتهای دیسکهای نوری
اصلی‌ترین مزیت دیسکهای نوری بر دیگر سیستمها مانند دیسکهای صوتی معمولی و سیستمهای نوار مغناطیسی ، علاوه بر ذخیره اطلاعات به چگالی بالا ، عدم تماس فیزیکی بین سیستم قرائت و ماده ذخیره اطلاعات است که از پاره شدن جلوگیری می‌نماید. علاوه بر این در دیسکهای نوری ، لایه ماده شفافی را می‌توان روی اطلاعات ذخیره شده نشانید تا آسیب نبیند. گرامافون اطلاعاتی را در سطح دیسک به صورت مارپیچ ضبط می‌کند که رد پا نامیده می‌شود. اما در عمل در دیسکهای نوری ، نه شیار و نه خط مداوم وجود دارد بلکه فقط "علامتها" مارپیچهای شکسته‌ای را شکل می‌دهد. این علامتها مساحتهای کوچکی هستند که نسبت به اطراف خود فرق نمایانی دارد. معمولا حفره‌هایی در سطح دیسک ایجاد می‌کنند. در نتیجه بازتاب در طول مسیر با توجه به توزیع حفره‌ها تغییر می‌یابد، که بیانگر ثبت اطلاعات است.
ذخیره و خواندن اطلاعات ذخیره شده
برای خواندن اطلاعات ذخیره شده بازوی اپتیکی تغییرات بازتاب را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. یک عدسی در داخل بازو پرتو کم توان لیزر را به لکه کوچک نوری بر روی مسیر متمرکز می‌کند و همچنین نور بازتاب شده از دیسک را مجددا به آشکار ساز نوری هدایت می‌کند. خروجی آشکار ساز نوری بر اساس توزیع گودالهای طول مسیر تغییر می‌کند و سیگنال الکتریکی بدست می‌دهد که می‌توان سیگنال صدا ، تصویر و یا داده‌ها را دوباره بدست آورد.
سیگنالهای صدا به صورت دیجیتال در دیسک ذخیره می‌شوند. نمونه‌های صدا با آهنگ KHz1/44 بدست می‌آید و بلندی صدا برای هر نمونه به مقادیر عددی به صورت کلمه کد دوتایی ، 16 بیتی در می‌آید. بیتهای اضافی برای اصلاح خط اضافه می‌شود و بیتهای فراوانی در فرکانس MHz3218/4 بر روی دیسک ذخیره می‌شود.
صفرها بیانگر سیگنال نوری کوچک و "یکها" بیانکر سیگنالهای قوی هستند، از این رو مسیر از حفره‌ها و فضاهایی با طولهای مشخص تشکیل یافته است. از سوی دیگر ، سیگنال های ویدئویی ، بصورت آنالوگ ذخیره سازی می‌شوند، زیرا ذخیره سازی به روش دیجیتال احتیاح به پهنای باند بسیار بالا دارد. سیگنال ترکیبی ویدئو (با رنگ و اطلاعات تابشی) به صورت فرکانس مدوله می‌شود (FM) حدود فرکانس حامل MHz5/7 و صدا به آن بعدا با مدولاسیون اضافه می‌شود. این باعث می‌شود تا فاصله گودالهای (مرکز تا مرکز) بر اساس مدولاسیون فرکانس صورت مربوطه تغییر یابد. در حافظه‌های نوری داده‌ها هم به صورت آنالوگ و هم به صورت دیجیتال ذخیره می‌شود.

برای مفید واقع شدن در فرآیند کردن داده‌ها در الکترونیک تجهیزات ذخیره سازی باید قادر به باز سازی داده‌های ذخیره شده با حداقل میزان خطا و در حدود 1 قسمت در 1210 باشد، که دیسکهای نوری به این دقت رسیده‌اند. با دیسکهای نوری به چگالی اطلاعات زیادی از یک لکه متمرکز شده بسیار کوچک لیزر دست یافته‌اند. قطر لکه توسط رابطه (?F(?/4 نشان داده می‌شود. با توجه به محدودیتهای پراش حداقل قطر لکه نوری تشکیل شده در نقطه کانونی عدسی حدود NA2/? است که NA دیافراگم عددی عدسی است (NA = n sin? که n ضریب شکست فضای جسم و ? = ?/s است، ? قطر عدسی و s فاصله جسم تا عدسی است). متقابلا چگالی اطلاعات از مرتبه 2(?/NA) است.
ثبت کردن
فرآیند ثبت اطلاعات بستگی به این دارد که آیا قرار است اساسا دیسک به تعداد زیادی برای مشتریان بازار کپی برداری شود و یا برای ذخیره سازی مهیا می‌شود. بیشتر دیسکها ، به هر منظوری که تهیه شوند، حاوی اطلاعات زیادی با کیفیت خوب هستند. لذا کپی کردن آنها نسبتا آسان و ارزان است.
مواد ثبت کننده
گودالها دارای ابعاد میکرون است و از این رو مواد ثبت کننده نیز باید دارای توان تفکیک بالا باشند، و برای آنکه بتوان توان لیزری مورد نیاز را به حداقل رسانید باید دارای حساسیت خیلی بالا باشند. ترجیحا مواد ثبت کننده باید بتوانند ثبت زمان واقعی را بدست دهند و اجازه خواندن سریع اطلاعات ذخیره شده را نیز ممکن سازند. یعنی بطور ایده‌آل فرآیندهای مرحله‌ای بین نوشتن و خواندن وجود نداشته باشد. علاوه بر فوتورزیستها ، فیلمهای فلزی ، مخصوصا آنهایی که بر اساس آلیاژ تلوریم ساخته شوند، دارای دقت خوب و حساسیت بالا هستند. در این حالت تابش لیزر پالسی ایجاد گودال یا حفره در لایه نازک فلز می‌کند، (از طریق ذوب یا برداشتن) و بازتاب لایه نازک را تغییر می‌دهد. از آنجایی که ایجاد حفره فرآیند حرارتی است، طول موج لیزر خیلی مهم نیست و از هر لیزری که بتواند توان مورد نیاز را بدست دهد برای نوشتن می‌توان استفاده نمود.
خواندن داده‌ها از دیسکهای نوری
باریکه لیزر ، معمولا از یک لیزر دیود به دلیل اندازه قابل ملاحظه‌اش از طریق زیر لایه به لایه بازتاب کننده دیسک متمرکز می‌شود. عدسی متمرکز کننده شبیه به یک عدسی شی است و برای جاروب کردن کل دیسک ، با لیزر در سیستم قرائت در نرده‌ای زیر دیسک نصب شده است. قسمتی از نور بازتاب شده ، که توسط دیسک مدوله شده است با همان عدسی گردآوری می‌شود و بر روی آشکار ساز نوری هدایت می‌شود. نور به شدت از نواحی که گودال وجود ندارد (معمولا زمین خوانده می‌شود) بازتاب می‌شود و بطور وسیعی توسط گودالها پراکنده می‌شود. بطوری که خروجی آشکار ساز وقتی باریکه مسیر را طی می‌کند، تغییر می‌یابد. برای مثال ، در ذخیره به روش دیجیتال ، تغییر در میزان سیگنال بازتاب شده بیانگر انتقال از گودال به زمین و یا بالعکس است. در حقیقت این انتقالات بکار می‌روند تا یکها را بیان کنند، در حالیکه فاصله بین انتقالات گودالها و یا زمین بیانگر تعداد صفرها است.
مزیتهای استفاده از نور بازتابی بجای نور عبوری
استفاده از بازتاب به جای نور عبوری چندین مزیت دارد. برای مثال از آنجایی که فقط یک سطح دیسک مورد استفاده قرار می‌گیرد ساختمان حرکت آزاد سیستم ساده می‌شود و تعداد قطعات نوری مورد نیاز کاهش می‌یابد. لایه نشانی محافظ نیز فقط بر روی یک طرفه لایه اطلاعات لازم است و ساختمان کنده کاری کم عمقتر از حالت عبوری است، این دو نکته باعث تولید انبوه دیسک می‌شود. نهایتا ، سیستم کنترل خیلی ساده‌تر ساخته می‌شود و لکه و خراشهای سطح محافظ از لایه اطلاعات جدا می‌شوند و از تمرکز خارج می‌شوند و بدین طریق اثر آن بر روی سیگنال باز خوانی حذف می‌شود.
همچنین سیگنالهای نوری از دیسک مورد نیاز هستند تا ارتفاع عمودی سیستم قرائت را کنترل کنند، یعنی مطمئن شویم که باریکه لیزر به حالت متمرکز شده بر روی لایه اطلاعات باقی می‌ماند و همچنین اطمینان یابیم که باریکه لیزر بطور دقیقی مسیر مارپیچ ثبت اطلاعات را دنبال می‌کند. کانونی کردن باید با دقت حدود ?m 1 بدست آید و ردیابی با دقت حدود ?m1/0 باید انجام شود. ارتعاشات ناخواسته و حرکات نامتعارف دیسک بدین معنی است که سیستم کنترل بسیار دقیقتر برای حداقل خطا مورد نیاز است. این سیگنالها برای تمرکز و ردیابی به طرق مختلف بدست آمده است.
دیسکهای نوری قابل پاک شدن

برای خیلی از کاربردها مانند حسابگری و به روز کردن اطلاعات تسهیلات پاک کردن و درباره نوشتن مفید است. موادی که می‌توانند برای دیسکهای نوری قابل پاک شدن مورد استفاده قرار گیرند شامل مواد مگنتو اپتیک ، ترمو پلاستیکها و لایه‌های نازک چالکو جناید برای ذخیره دائمی و مواد فوتو کرومیک ، فوتو فریک و فوتو کانداکتیو برای ذخیره سازی برای زمانهای محدود بکار می‌روند. برای مثال باریکه نویسنده لیزر ناحیه کوچکی از فیلم نازک از ماده فرومغناطیس را که به صورت عمودی مغناطیس شده است (برای مثال Cd TbFe) گرم می‌کند تا به دمای بالای نقطه کوری آن می‌رسد، و خاصیت مغناطیس دائمی خود را از دست می‌دهد.

اگر ناحیه مجاز به سرد شدن در حضور میدان خارجی که در جهت غیر موازی با مغناطیس شدن اولیه است باشد، آنگاه نواحی که پلاریزاسیون را ذخیره کرده‌اند تشکیل می‌یابند. خواندن در این حالت معمولا با استفاده از اثر مگنتو - اپتیک کر (که آن باریکه پلاریزه نور که از سطح مغناطیس شده بازتاب می‌شود دارای صفحه پلاریزاسیون است و به میزانی که بستگی به شدت مغناطیس شدن و جهت مغناطیس شدن دارد نسبت به جهت پرتوی نور، می‌چرخد)، انجام می‌گیرد. باریکه پلاریزه شده دارای چرخشهای متناوب است، بسته به اینکه کدام قسمت فیلم برخورد می‌کند و از آن بازتاب می‌کند، مقدار چرخش فقط چند دهم درجه است و معمولا با روشهای آشکار سازی حساس ، از عبور نور بازتابی از یک تقسیم کننده پرتو پلاریزه کننده و مقایسه دو نور تولید شده بدست می‌آید.
پاک کردن و دوباره نوشتن به سادگی از گرم کردن لایه نازک روی دیسک تا دمای بالاتر از نقطه کوری و در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی به دقت هدایت شده انجام می‌شود. بطور وضوح لیزری که برای خواندن بکار می‌رود باید دارای توان به مراتب کمتر از توان لیزری که برای نوشتن بکار می‌رود، باشد تا از بین بردن داده‌های ذخیره شده جلوگیری شود. اخیرا توجه زیادی به دیسکهای نوری قابل پاک کردن شده است و چندین سیستم چند لایه‌ای ارزیابی شده است. سیستمهای دیسک نوری بطور رو به افزایشی در سیستمهای ذخیره سازی انبوه مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال ، سیستم مگاداک ، شامل 64 دیسک که زمان دسترسی به هر یک از دیسکها حدود ms150 است و زمان ظاهر شدن هر دیسک 20 ثانیه است. ظرفیت چنین سیستمی در ناحیه 1410 - 1210 بیت است که در مدت حدود چند ثانیه می‌تواند دوباره بدست آید.



کلمات کلیدی: اپتیک


نوشته شده توسط مهدی 86/9/30:: 6:16 عصر     |     () نظر
   1   2   3   4   5   >>   >