дихроичное зеркало

Оптоэлектронные приборы дихроичное зеркало устройства в полиграфии: Рис. 2.1. Обозначения, конструкции дихроичное зеркало характеристики полупроводниковых фотоприемников Рис. 2.1. Обозначения, конструкции дихроичное зеркало характеристики полупроводниковых фотоприемников Рис. 2.1. Обозначения, конструкции дихроичное зеркало характеристики полупроводниковых фотоприемников Рис. 2.2. Схема фотоэлектронного умножителя Рис. 2.3. Схема видикона Рис. 2.4. Устройство, схема дихроичное зеркало диаграммы, иллюстрирующие работу сканистора Рис. 2.5. Схемы многоэлементных диодных приемников Рис. 2.6. Схема действия ФПЗС Рис. 2.7. Обозначение, конструкции дихроичное зеркало характеристики дискретных излучающих диодов Рис. 2.7. Обозначение, конструкции дихроичное зеркало характеристики дискретных излучающих диодов Рис. 2.7. Обозначение, конструкции дихроичное зеркало характеристики дискретных излучающих диодов Рис. 2.7. Обозначение, конструкции дихроичное зеркало характеристики дискретных излучающих диодов Рис. 2.8. Схемы многоэлементных светодиодных излучателей Рис. 2.9. Виды лазеров Рис. 2.10. Схемы сложения когерентных колебаний Рис. 2.11. Устройство плазменной панели Рис. 2.12. Схема люминесцентного экрана Рис. 2.13. Принцип действия световода Рис. 2.14. Спектр поглощения излучения в кварцевом волокне Рис. 2.15. Поляризация света Рис. 2.15. Поляризация света Рис. 2.15. Поляризация света Рис. 2.16. Схема оптического затвора Рис. 2.17. Схема дихроичное зеркало модуляционная характеристика электрооптического модулятора Рис. 2.18. Принцип действия акустооптического дефлектора (модулятора) Рис. 2.19. Ориентация молекул в жидкостях дихроичное зеркало жидких кристаллах Рис. 2.20. Принцип действия «твист»-эффекта в жидких кристаллах Рис. 2.21. Принцип действия призмы дихроичное зеркало дифракционной решетки Рис. 2.21. Принцип действия призмы дихроичное зеркало дифракционной решетки Рис. 2.22. Спектральные характеристики цветоделительных фильтров дихроичное зеркало зеркал Рис. 2.22. Спектральные характеристики цветоделительных фильтров дихроичное зеркало зеркал Рис. 2.10. Схемы сложения когерентных колебаний 2. Элементная база оптоэлектронных приборов дихроичное зеркало устройств Все многообразие оптоэлектронных элементов подразделяют на следующие группы изделий: источники дихроичное зеркало приемники излучения, индикаторы, элементы оптики дихроичное зеркало световоды, дихроичное зеркало также оптические среды, позволяющие создавать элементы управления, отображения дихроичное зеркало запоминания информации. Известно, что любая систематизация не может быть исчерпывающей, но, как верно отметил наш соотечественник, открывший в 1869 г. периодический закон химических элементов, Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907), наука начинается там, где появляется счет, т.е. оценка, сравнение, классификация, выявление закономерностей, определение критериев, общих признаков. Учитывая это, прежде чем приступить к описанию конкретных элементов, следует хотя бы в общих чертах дать отличительную характеристику оптоэлектронных изделий. Как было сказано выше, главным отличительным признаком оптоэлектроники является связь с информацией. К примеру, если в какой-то установке для закалки стальных валов используется лазерное излучение, то вряд ли закономерно относить эту установку к оптоэлектронным устройствам (хотя сам источник лазерного излучения имеет на это право). Было также отмечено, что к оптоэлектронным относят обычно твердотельные элементы (в Московском энергетическом институте издано учебное пособие по курсу «Оптоэлектроника» под названием «Приборы дихроичное зеркало устройства полупроводниковой оптоэлектроники»). Но это правило не очень жесткое, так как в отдельных изданиях по оптоэлектронике подробно рассматривается работа фотоумножителей дихроичное зеркало электронно-лучевых трубок (они относятся к типу электровакуумных приборов), газовых лазеров дихроичное зеркало других устройств, которые не являются твердотельными. Однако в полиграфии упомянутые устройства широко используют наравне с твердотельными (в том числе дихроичное зеркало полупроводниковыми), решая схожие задачи, поэтому в данном случае они имеют полное право на рассмотрение. Следует упомянуть еще о трех отличительных чертах, которые, по мнению известного специалиста в области оптоэлектроники Юрия Романовича Носова, характеризуют ее как научно-техническое направление. Физическую основу оптоэлектроники составляют явления, методы, средства, для которых принципиальны сочетание дихроичное зеркало неразрывность оптических дихроичное зеркало электронных процессов. В широком смысле оптоэлектронное устройство определяется как прибор, чувствительный к электромагнитному излучению в видимой, инфракрасной (ИК) или ультрафиолетовой (УФ) областях, или прибор, излучающий дихроичное зеркало преобразующий некогерентное или когерентное излучение в этих же спектральных областях. Техническую основу оптоэлектроники определяют конструктивно-технологические концепции современной микроэлектроники: миниатюризация элементов; предпочтительное развитие твердотельных плоскостных конструкций; интеграция элементов дихроичное зеркало функций. Функциональное назначение оптоэлектроники состоит в решении задач информатики: генерации (формировании) информации путем преобразования различных внешних воздействий в соответствующие электрические дихроичное зеркало оптические сигналы; переносе информации; переработке (преобразовании) информации по заданному алгоритму; хранении информации, включающем такие процессы, как запись, собственно хранение, неразрушающее считывание, стирание; отображение информации, т.е. преобразование выходных сигналов информационной системы к воспринимаемому человеком виду. 2.1. Оптоэлектронные приемники излучения Фотоприемник предназначен для преобразования светового излучения в электрические сигналы. В качестве фотоприемников могут быть использованы фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фотоумножители дихроичное зеркало другие элементы. 2.1.1. Фоторезисторы Фоторезистор - полупроводниковый элемент, изменяющий свое электрическое сопротивление под действием внешнего излучения. Его принцип действия основан на внутреннем фотоэффекте в полупроводниках. Фоторезистор представляет собой слой (или пленку) полупроводникового материала на подложке (или без нее) с нанесенными на него электродами, посредством которых прибор подключается к электрической цепи (рис. 2.1). Под действием потока излучения, падающего на рабочую поверхность фоторезистора, его внутреннее сопротивление уменьшается вследствие генерации пар свободных носителей заряда (электронов дихроичное зеркало дырок), за счет чего увеличивается электропроводность полупроводника. В качестве фоточувствительного материала в отечественных фоторезисторах широкого применения используются сульфиды дихроичное зеркало селениды кадмия дихроичное зеркало свинца (CdS, PbS, CdSe, PbSe). Материалы на основе кадмия чувствительны к излучениям в видимой дихроичное зеркало ближней инфракрасной областях, дихроичное зеркало на основе свинца - на длинах волн 1-5 мкм. Представление о параметрах дихроичное зеркало характеристиках фоторезисторов, выпускаемых отечественной промышленностью, можно получить, ознакомившись с данными табл. 2.1. New Page 1 Таблица 2.1. Параметры некоторых отечественных фоторезисторов Фоторезистор Материал Размеры элемента, мм Темновое Rт сопротивление, МОм Rт/Rсв не менее Темновой ток, мкА Ток (при E = 200 лк), мА ФСK-0 CdS 4ґ7,2 1 140 15 15 СФ2-1 CdS 0,5ґ1,5 15 1000 1 1 ФПФ7-1 CdS 3,7ґ2 6 50 6 0,3 ФСД-1 CdSe 4ґ7,2 2 150 10 1,5 СФ3-2 CdSe 6ґ12 5 500 1 0,5 ФСА-4 PbS 4ґ6 0,04 1,2 Сведений нет Сведений нет СФ4-3Д PbSe 3ґ3 0,2 Сведений нет Сведений нет Сведений нет Световая характеристика фоторезистора I(Ф) линейна при небольших световых потоках, что соответствует закону Столетова, установившего, что число электронов, освобожденных светом за 1 с (т.е. ток), прямо пропорционально световому потоку при неизменном его спектральном составе: I = SФ, где I - фототок, Ф - световой поток, S - коэффициент пропорциональности, называемый чувствительностью фотоприемника. Фоторезистор ведет себя как омическое сопротивление, т.е. его сопротивление не зависит ни от приложенного напряжения, ни от его знака. При малых значениях освещенности сопротивление фоторезистора существенно зависит от температуры. Столь же заметным недостатком фоторезисторов при малых освещенностях является инерционность - при освещенности менее 1 лк время установления нового значения может составлять несколько секунд. Достоинством фоторезисторов является высокая чувствительность, сравнимая с чувствительностью фотоумножителей. К положительным характеристикам фоторезистора следует отнести возможность создания рабочих поверхностей приемника различной площади дихроичное зеркало протяженности, что позволяет использовать их в качестве элемента управления довольно значительными токами дихроичное зеркало в качестве датчиков перемещений объектов контроля в диапазоне нескольких миллиметров (например, в системах слежения за положением края бумажного полотна в рулонных печатных машинах) . 2.1.2. Фотодиоды Фотодиод - фоточувствительный полупроводниковый диод с р-n-переходом (между двумя типами полупроводника или между полупроводником дихроичное зеркало металлом). При освещении р-n-перехода в нем возникают электронно-дырочные пары. Направление тока носителей совпадает с направлением обратного тока перехода (см. рис. 2.1), т.е. с ростом освещенности возрастает обратный ток фотодиода. Фотодиод может работать в двух режимах - фотодиодном дихроичное зеркало фотогенераторном. В фотодиодном режиме прибор подключается к источнику питания, при этом на анод должен подаваться «-», дихроичное зеркало на катод «+». Этому режиму соответствуют зависимости в III квадранте вольт-амперной характеристики. Зависимости, приведенные в IV квадранте, отражают фотогенераторный режим работы, когда фотодиод может использоваться без источника питания, так как сам становится источником фотоэдс, генерируя (под действием света) носители зарядов - свободные электроны. Благодаря этому фотодиод пригоден для получения электроэнергии (один фотодиод способен генерировать напряжение в диапазоне 0 - 0,4 В в зависимости от тока нагрузки, как правило, микроамперного). Материалом для изготовления фотодиодов часто служат германий дихроичное зеркало кремний. Спектральная чувствительность германиевых фотодиодов находится в диапазоне 0,5-1,7 мкм (с максимумом на длине волны 1,2 - 1,65 мкм), дихроичное зеркало кремниевых - между 0,6 - 1 мкм (максимум на длине волны 0,8-0,95 мкм). Фотодиоды обладают большим быстродействием (особенно в фотодиодном режиме), чем фотосопротивления - они обычно способны реагировать на сигналы частотой до 10 МГц. Фотодиоды с p-i-n-переходом (введение области i повышает быстродействие) способны работать с высокочастотными сигналами порядка 1 ГГц . Характеристики некоторых отечественных фотодиодов приведены в табл. 2.2. New Page 2 Таблица 2.2. Параметры некоторых отечественных фотодиодов Фотодиод Материал Размеры элемента, мм Темновой ток, мкА Рабочее напряжение, В Максимальная спектральная чувствительность, мкм Интегральная чувствительность, мА/лм ФД-8K Si 2ґ2 1,0 20 0,85–0,92 0,000006 ФД-27K Si 1,9ґ1,9 1,0 20 0,80–0,95 0,0000075 ФД-256 Si 1,4ґ1,4 0,005 10 0,75–0,90 6,0 ФД-1 Ge Ж 5 30,0 20 1,50–1,60 30,0 ФД-7Г Ge Ж 2,5 8,0 10 1,50–1,55 10,0 Благодаря простоте дихроичное зеркало миниатюрности конструкции, широкому спектру чувствительности, высокому быстродействию, возможности автономного (собственного) питания дихроичное зеркало вариантности схем включения фотодиоды нашли широкое промышленное применение (в том числе дихроичное зеркало в полиграфическом оборудовании) в качестве датчиков положения, счета продукции, световых барьеров, высокочастотных преобразователей световых сигналов в электрические (в оптических линиях связи) дихроичное зеркало т.п. 2.1.3. Фотоэлементы Фотоэлемент - полупроводниковый фотодиод, оптимизированный для прямого преобразования излучения Солнца в электрическую энергию. Для их обозначения часто используются также термины «солнечные элементы», «солнечные батареи». Солнечные элементы работают только в фотогенераторном режиме, функционально выступая в качестве электрических источников питания. Рабочая площадка отдельного фотоэлемента может достигать площади в несколько квадратных сантиметров, дихроичное зеркало множество фотоэлементов, объединенных в батареи или панели, могут иметь (как, например, на космических станциях) площадь, измеряемую в квадратных метрах, вырабатывать напряжение в десятки вольт дихроичное зеркало давать ток в сотни ампер. Общеизвестно применение фотоэлементов в качестве датчиков освещенности в люксметрах дихроичное зеркало экспонометрах (для фотоаппаратов, копировальных рам дихроичное зеркало т.п.). Часто в качестве базового фоточувствительного материала в фотоэлементах используется селен или кремний. Параметры некоторых отечественных селеновых фотоэлементов представлены в табл. 2.3. Фотоэлемент Таблица 2.3. Параметры некоторых отечественных селеновых фотоэлементов Фотоэлемент Площадь фоточувствительной площадки, см2 Фототок, мкА Освещенность при измерении фототока, лк Ф-32С 4,6 6 105 Ф-36С 2,85 40 250 Ф-42С 6,4 6 22 Ф-54С 27,0 110 100 Ф-54С 27,0 550 500 Вследствие больших площадей фоточувствительных поверхностей фотоэлементы обладают существенной инерционностью дихроичное зеркало поэтому применяются как фотоприемники лишь для контроля сравнительно медленно меняющихся световых потоков (или освещенности), например, в плейтсканерах. 2.1.4. Фототранзисторы Фототранзисторы представляют собой тип дискретных опто-электронных фотоприемников, наиболее характерными чертами которого являются наличие механизма встроенного усиления (отсюда высокая фоточувствительность) дихроичное зеркало схемотехническая гибкость, обусловленная наличием третьего (правда, не всегда выводимого), управляющего электрода. В схемах замещения фототранзистор рассматривается как транзистор с фотодиодом, включенным между базовой (анодом к базе) дихроичное зеркало коллектором этого транзистора (как правило, типа n-р-n). Ток упомянутого фотодиода является базовым током транзистора дихроичное зеркало управляет током его коллектора. Решение о том, нужно ли подключать к схеме (в которой используется фототранзистор) базовый электрод или оставить его неподключенным, зависит от выбранной схемы. Фототранзисторы, у которых базовый электрод вообще не выведен, иногда называют двойным фотодиодом . Чувствительность фототранзистора значительно выше, чем у фотодиода, за счет внутреннего усиления (коэффициент усиления Kу обычно равен 50-200). Еще большее усиление может быть получено в составном фототранзисторе (Kу = 1000 - 10000). В то же время фототранзисторам присуща заметная инерционность (см. табл. 2.4 ), что ограничивает область их применения в основном устройствами автоматики дихроичное зеркало управления силовыми цепями. Фотоприемник Таблица 2.4. Сравнение параметров фотоприемников различных типов (приведенные в таблице фотоприемники используются в оптронах) Фотоприемник Kоэффициент передачи, % Полоса частот, МГц Фотодиод 0,1 0–10 Фототранзистор 30 0–0,3 Составной фототранзистор 300 0–0,03 Спектральная чувствительность у фототранзисторов такая же, как у соответствующих фотодиодов. Область применения фототранзисторов схожа с областью применения фотодиодов, с учетом их меньшего быстродействия дихроичное зеркало большего коэффициента передачи, например, при слабых световых сигналах, при больших (в сравнении с фотодиодом) расстояниях между источником света дихроичное зеркало фотоприемником. Параметры некоторых отечественных фототранзисторов приведены в табл. 2.5 . Фототранзистор Таблица 2.5. Параметры некоторых отечественных фототранзисторов Фототранзистор Размеры элемента, мм2 Темновой ток, мкА, не более Рабочее напряжение, В Максимальная спектральная чувствительность, мкм Интегральная чувствительность, мкА/лк Импульсная постоянная времени, с ФТ-1K 2,8 3 5 0,8–0,9 0,4 0,00008 ФТ-2Г 1,0 500 12–24 1,5–1,6 2,0 0,00001 ФТ-3 3,0 60 5–10 1,5–1,55 1,0 0,0001 ФТГ-5 3,0 50 5–10 1,5–1,55 1,0 0,00002 KТФ109А 2,0 Сведений нет 5 0,83 0,25 А/Вт Сведений нет Фототранзисторы применяют в качестве аналоговых дихроичное зеркало ключевых приемников излучения (например, см. о координатной рамке ЭОК в гл. 4), дихроичное зеркало также в оптопарах (см. о транзисторных оптопарах в гл. 3). 2.1.5. Фототиристоры Фототиристор - это тиристор, который включается воздействием светового потока. При освещении фототиристора в полупроводнике генерируются носители заряда обоих знаков (электроны дихроичное зеркало дырки), что приводит к увеличению тока через тиристор на величину фототока. Фототиристор имеет четырехслойную р-n-р-n-структуру, которую, как дихроичное зеркало в обычном тиристоре, можно представить в виде комбинации двух транзисторов, имеющих положительную обратную связь по току. Переход фототиристора под действием светового управляющего сигнала из закрытого состояния в открытое осуществляется при достижении уровня тока срабатывания Iср скачком после преодоления определенного потенциального барьера (см. ВАХ фототиристора на рис. 2.1). Основное достоинство фототиристоров - способность переключать значительные токи дихроичное зеркало напряжения слабыми световыми сигналами - используется в устройствах «силовой» оптоэлектроники, таких, как системы управления исполнительными механизмами, выпрямителями дихроичное зеркало преобразователями. Как дихроичное зеркало фототранзисторы, фототиристоры часто применяются совместно с подобранными по характеристикам излучателями, в виде оптопар. Некоторые параметры тиристорных оптопар (оптронов) приведены в разд. 3.1.4 (см. гл. 3). 2.1.6. Фотоэлектронные умножители Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) - это усилитель слабых фототоков, действие которого основано на вторичной электронной эмиссии. Честь создания ФЭУ принадлежит нашему соотечественнику, физику Леониду Александровичу Кубецкому (1906-1959), который в 1930-1934 гг. разработал фотоумножитель для регистрации слабых электромагнитных излучений оптического диапазона. Конструктивно ФЭУ представляет собой стеклянный баллон с торцевым или боковым рабочим окном (на рис. 2.2 представлен торцевой вариант) дихроичное зеркало расположенными внутри баллона электродами: катодом, чередой динодов дихроичное зеркало анодом. За катодом, как правило, располагается фокусирующий электрод. Измеряемый поток света через рабочее окно попадает на катод, выбивая из него электроны (внешний фотоэффект). Согласно основному закону фотоэффекта фототок, возникающий в фотоэлементе под действием света, прямо пропорционален падающему на него световому потоку. Особенность ФЭУ как фотоприемника заключается в том, что благодаря системе динодов коэффициент пропорциональности удается поднять в миллионы раз (до восьми порядков). Для этого на ФЭУ подается напряжение от высоковольтного источника (в зависимости от количества динодов - от 500 до 1500 В), причем делитель напряжения распределяет потенциалы между электродами равномерно, ориентировочно по 100 В на каскад. Вылетающие из катода электроны под действием разности потенциалов между катодом дихроичное зеркало ближайшим к нему динодом притягиваются к последнему. Этому процессу способствует дихроичное зеркало фокусирующий электрод, концентрирующий поток электронов именно в этом направлении. Диноды изготовлены из материалов, обладающих высоким коэффициентом вторичной эмиссии, так что поток электронов от динода к диноду возрастает многократно дихроичное зеркало по сопротивлению нагрузки в анодной цепи ФЭУ протекает усиленный ток, значение которого пропорционально потоку света, упавшему на катод. Особенности конструкции (большие расстояния между электродами) предопределяют чрезвычайно высокое внутреннее сопротивление ФЭУ в темновом режиме и, следовательно, исчезающе малые темновые токи (шумы) - на уровне наноампер. Поэтому ФЭУ способен реагировать на самые слабые световые сигналы, вплоть до единичных фотонов. Это обстоятельство дихроичное зеркало дает при высокой интегральной анодной чувствительности (1 А/лм дихроичное зеркало выше) широкий динамический диапазон (определяемый отношением максимального дихроичное зеркало минимального сигналов) - более 10000. Спектральный диапазон ФЭУ для полиграфических целей также безупречен, так как превышает весь видимый (0,38-0,78 мкм) спектр световых волн дихроичное зеркало захватывает как инфракрасную, так дихроичное зеркало ультрафиолетовую зоны (например, сурьмяно-цезиевые фотокатоды типа Sb-K-Na-Cs имеют область спектральной чувствительности в диапазоне длин волн 0,3-0,8 мкм ). Как известно, недостатки являются продолжением достоинств. ФЭУ не является исключением из этого правила. Высокая чувствительность предъявляет очень жесткие требования к стабильности условий измерения, в том числе дихроичное зеркало к стабильности питающего напряжения. Выполнить эти требования сложно, учитывая, что питание ФЭУ высоковольтное. К тому же высоковольтность фотоприемника требует дополнительных мер по согласованию сигнала ФЭУ с низковольтными полупроводниковыми элементами последующих преобразователей. Общее представление о характеристиках ФЭУ можно получить, ознакомившись с данными табл. 2.6 . New Page 3 Таблица 2.6. Параметры некоторых отечественных фотоумножителей Фотоумножитель Размеры фотокатода, мм Темновой ток, мкА, не более Рабочее напряжение, В Область спектральной чувствительности, мкм Интегральная чувствительность, А/лм Тип оптического входа ФЭУ-22 16ґ5 0,02 1400 0,40–1,10 4,5 Боковой ФЭУ-26 5ґ2 0,05 850 0,32–0,60 1,0 Боковой ФЭУ-27 Ж 25 0,005 1100 0,32–0,75 1,0 Торцевой ФЭУ-68 Ж 12 0,01 1300 0,30–0,82 1,0 Торцевой Фотоумножители применяются в качестве чувствительных элементов в высококлассных барабанных сканерах (более подробно об этом см. в гл. 4). 2.1.7. Видиконы В отличие от рассмотренных выше фотоприемников, как бы точечного типа (или дискретных, от discrete - рассматривать отдельно, расчлененно), существуют фотоприемники, которые способны воспринимать все изображение целиком, со всеми его перепадами яркостей (или светлот), цветов, полутонов. К таким приемникам относится большой класс приборов, разработанных для телевидения, но представляющих интерес в данном случае как естественный (и исторический) мостик между вакуумными приборами (типа ФЭУ) дихроичное зеркало твердотельными матричными приемниками (типа приборов с зарядовой связью). В телевидении эти приборы называют передающими трубками. Идея создания передающей трубки с фотопроводящей мишенью принадлежит нашему соотечественнику, электротехнику Александру Алексеевичу Чернышеву (1882-1940), который высказал ее в 1925 г. Однако первые эксплуатационные образцы таких трубок появились лишь в 1950 г., после того как были разработаны полупроводниковые слои, меняющие свою электропроводность под действием света . Примером такой передающей трубки является видикон (рис. 2.3). Видикон - электронно-лучевой прибор с фотопроводящей мишенью, преобразующий оптическое изображение в электрический сигнал. В качестве фотопроводящего слоя, обладающего внутренним фотоэффектом, используются кремний, окись свинца, селенид кадмия дихроичное зеркало др. Часто наименование прибора связано с химическим составом фотопроводящего слоя; например, видикон с фотопроводящим слоем на основе кремния (Si) назван кремниконом, на основе свинца (Pb) - плюмбиконом, на основе кадмия (Cd) - кадмиконом . Основными элементами видикона являются фотомишень дихроичное зеркало электронный прожектор. Фотомишень представляет собой стеклянную пластину, закрепленную в торце передающей трубки, на которую нанесен тонкий прозрачный для света (прозрачность более 90%) проводящий слой золота, платины или другого проводника, поверх которого испарением в вакууме напылен фотослой толщиной 1-3 мкм из упомянутых выше материалов на основании Si (в случае кремникона) или иного полупроводника. Выводом сигнальной пластины служит металлическое кольцо, электрически контактирующее с проводящим слоем пластины. В неосвещенном состоянии фотослой обладает очень высоким сопротивлением (около 1000 ГОм/см), так что две его стороны (одна из которых контактирует с проводящим прозрачным слоем дихроичное зеркало обращена к объекту съемки, дихроичное зеркало вторая «прощупывается» электронным лучом прожектора дихроичное зеркало обращена внутрь трубки) образуют как бы панель (матрицу) миниатюрных конденсаторов, площадь обкладки каждого из которых определяется диаметром электронного луча, пробегающего за цикл опроса (кадр) построчно все элементы (конденсаторы) фотомишени. Если элемент фотомишени освещен, то его сопротивление падает примерно в 100 раз, дихроичное зеркало элементарный конденсатор, будучи ранее заряженным, за время между опросами может разряжаться до уровня напряжения, зависящего от степени освещенности. Электронный луч в видиконе одновременно выполняет роль развертывающего элемента дихроичное зеркало коммутатора цепи заряда каждого элемента мишени. Диаметр луча определяет разрешающую способность мишени. При размере мишени 9,5×12,5 мм дихроичное зеркало диаметре луча около 15 мкм площадь мишени как бы разлагается на 527300 (633×833) элементарных фотоприемников, что вполне достаточно для передачи высококачественного телевизионного изображения. Пучок электронов, испускаемый подогретым катодом дихроичное зеркало направляемый к мишени системой электродов (управляющих, первого дихроичное зеркало второго анодов, выравнивающей сетки) дихроичное зеркало электромагнитных сил корректирующих дихроичное зеркало фокусирующих катушек, замыкает цепь между катодом дихроичное зеркало «обкладкой» элементарного конденсатора, дозаряжая последний до потенциала катода. Ток заряда, пропорциональный разнице потенциалов катода дихроичное зеркало «обкладки» (которая, в свою очередь, пропорциональна падающему на элемент световому потоку), протекает по сопротивлению нагрузки Rн , создает выходной сигнал Uc . Мишени видиконов отличаются большим разнообразием, но могут быть поделены на фоторезистивные дихроичное зеркало фотодиодные. В фоторезистивных мишенях процесс разряда определяется сопротивлением фотопроводящего слоя. В фотодиодных мишенях разряд определяется еще дихроичное зеркало свойствами р-n-перехода полупроводникового материала, что обеспечивает лучшее разделение световых носителей, большую линейность световой характеристики, безынерционность дихроичное зеркало высокую чувствительность. В частности, мишень кремникона представляет собой фотодиодную матрицу с мозаикой р-n-переходов (более 1000000 переходов) . Сориентироваться в характеристиках видиконов можно, ознакомившись с основными параметрами отечественной передающей телевизионной трубки ЛИ 421-1: New Page 1 Напряжение накала катода, В 6,3 Напряжение Uа первого анода, В 300,0 Напряжение Uа второго анода, В 300,0 Напряжение Uв выравнивающей сетки, В 400-500 Напряжение Uпс сигнальной пластины, В 10-125 Ток сигнала, мкА, не менее 0,1 Разрешающая способность по полю изображения, линии, не менее 600 Остаточный сигнал после прекращения освещения мишени через 40 мс, % не более 40 Темновой ток, мкА, не более 0,15 Геометрические искажения, %, не более 2 Рабочая площадь мишени, мм 9,5×12,7 Спектральная чувствительность в диапазоне длин волн, мкм 0,35-0,78 Освещенность мишени, лк, не более 1000 Диапазон рабочих температур мишени, °С -40... +60 Гарантийная наработка, ч, не менее 1600 Обладая несомненными достоинствами (многоэлементность восприятия изображения, быстродействие), видиконы сохраняют недостатки, присущие вакуумным электронно-лучевым приборам: объемность, дихроичное зеркало следовательно дихроичное зеркало нетехнологичность изготовления (по сравнению с плоскостными), высоковольтное питание со всеми последствиями (см. ФЭУ). Желание освободиться от этих недостатков, сохранив достоинства, привело разработчиков, конструкторов дихроичное зеркало технологов производства электронно-оптических приборов к созданию матричных фотоприемников, к которым относятся сканисторы, фотодиодные матрицы, фоточувствительные приборы с зарядовой связью. 2.1.8. Сканисторы Сканистор (от слов скани[рование] дихроичное зеркало [транзи]стор) представляет собой полупроводниковый преобразователь пространственного распределения светового потока в адекватную ему последовательность электрических сигналов (видеосигнал). Сканистор считается твердотельным аналогом передающего электронно-лучевого прибора, основанным на внутреннем фотоэффекте. Преобразующим светочувствительным элементом сканистора является транзисторная структура р-n-р- или n-р-n-типа. В качестве исходного полупроводникового материала транзисторной структуры обычно используют кремний. Отличительными особенностями сканистора являются высокое быстродействие, надежность в эксплуатации, длительный срок службы, малые габаритные размеры дихроичное зеркало масса. Эквивалентную схему транзисторной структуры сканистора можно представить в виде достаточно большого числа фотодиодов дихроичное зеркало вентильных диодов, соединенных попарно дихроичное зеркало включенных навстрерания соседних диодных цепочек. К низкоомной эмиттерной области прикладывается пилообразное напряжение развертки, которое последовательно открывает вентильные диоды, осуществляя таким образом сканирование (опрос) каждой пары диодов. При отсутствии светового потока сигнал на выходе цепочки фотодиод - вентильный диод равен нулю, поскольку токи утечки фотодиодов дихроичное зеркало вентильных диодов одинаковы по значению, но противоположны по направлению. При воздействии на сканистор светового потока в фотодиодах возникают фототоки, которые суммируются дихроичное зеркало создают ступенчатый выходной сигнал, величина каждой ступени которого пропорциональна световому потоку, падающему на соответствующий диод. Дифференцирующий усилитель сканистора преобразует ступенчатый выходной сигнал в последовательность видеоимпульсов, амплитуда которых также пропорциональна световому потоку (см. диаграммы на рис. 2.4). Основные параметры сканисторов: New Page 1 Пороговая чувствительность, лк 30-50 Разрешающая способность, лин/мм 10-20 Частота опроса, цикл/с более 1000 Разработаны конструкции сканисторов строчного дихроичное зеркало матричного типов с однородным дихроичное зеркало ячеистым (в виде отдельных р-n-переходов) растрами. Сканисторы применяют в фототелеграфии, в системах оптической обработки информации, дихроичное зеркало также в колориметрах дихроичное зеркало спектрофотометрах . 2.1.9. Фотодиодные линейки дихроичное зеркало матрицы Многоэлементные фотодиодные приемники предназначены для преобразования двухмерной (распределенной по площади) оптической информации от изображения в одномерную временную последовательность электрических сигналов. Они выпускаются в виде линеек дихроичное зеркало матриц. В линейках фотодиоды расположены в ряд (строку, линию) с равномерным небольшим шагом, дихроичное зеркало матричные представляют собой набор таких линеек. Параметры некоторых многоэлементных твердотельных фотодиодов (Multi-Element Monolithic Type Photodiodes), выпускаемых японской фирмой Hamamatsu Photonics K.K. (Solid State Division), приведены дихроичное зеркало табл. 2.7 . New Page 4 Таблица 2.7. Параметры некоторых многоэлементных фотодиодов Шифр прибора Число элементов Размеры элемента, мм Область спектральной чувствительности, мкм Основная область применения S1651 2ґ2 0,30ґ0,60 0,40–1,06 Дисководы оптических дисков S1671 2ґ2 1,70ґ2,80 0,40–1,06 Датчики позиционирования S2311 35...46 4,40ґ0,94 0,19–1,10 Многоканальные спектрофотометры, анализаторы цвета, оптического спектра S2312 35...46 4,40ґ0,94 0,19–1,00 S2313 35...46 4,40ґ0,94 0,19–1,05 Развертка изображения осуществляется последовательным считыванием сигналов каждого из фотодиодов линейки, дихроичное зеркало в матричном варианте - путем поочередного опроса каждой линейки (и каждого фотодиода в линейке). В линейке одни электроды, например аноды фотодиодов, объединены в одну шину (рис. 2.5), дихроичное зеркало другие, в данном случае - катоды, выведены на коммутатор (например, на транзисторных ключах). Коммутатор подключает каждый фотодиод к измерительной цепи, которая в простейшем случае может включать в себя источник питания дихроичное зеркало сопротивление нагрузки. В электронике режим последовательного опроса состояний большого числа элементов дихроичное зеркало передачи их на один вход называется мультиплексным (а устройство, организующее такой опрос, - мультиплексором) . В матричном варианте фотодиоды подключаются одним электродом к горизонтальной шине (те же аноды), дихроичное зеркало другим - к вертикальной (катоды). Шины, в свою очередь, также подключены к коммутаторам (мультиплексорам), которые, как дихроичное зеркало в случае с линейкой, включают последовательно каждый из фотодиодов в измерительную цепь. В результате организованного мультиплексирования последовательное подключение вертикальных шин образует развертку по строке (линии, ряду), дихроичное зеркало переход с одного горизонтального ряда на следующий - развертку по кадру. Так, на выходе схемы образуется последовательность импульсов (видеосигнал), амплитуда которых соответствует освещенности того или иного элемента матрицы. Фотодиодные линейки дихроичное зеркало матрицы используются в современных спектрофотометрах, сканерах дихроичное зеркало других устройствах ввода оптической информации. 2.1.10. Приборы с зарядовой связью Фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ФПЗС) - это фотоприемник, воспринимающий изображение, осуществляющий его разложение на элементарные фрагменты, поэлементное электронное считывание (сканирование) дихроичное зеркало формирование на выходе видеосигнала, адекватного изображению. ФПЗС, являющийся многоэлементным фотоприемником, выпускается в матричном или линейном виде, достигая в наиболее современных образцах нескольких тысяч элементов для линеек дихроичное зеркало нескольких миллионов - для матриц. Характеристики некоторых отечественных ФПЗС приведены в табл. 2.8 . New Page 1 Таблица 2.8. Параметры некоторых отечественных ФПЗС Тип прибора Число элементов Диапазон спектральной чувствительности, мкм Вольтовая чувствительность, мВ/лк Частота опроса, МГц Габаритные размеры, мм ФПЗС1Л 500 0,5–0,1 3,0 Сведений нет 29,5ґ14, 7ґ3, 3 ФПЗС3М 256ґ288 0,4–1,0 30,0 Сведений нет 19,5ґ15, 75ґ2, 98 1200ЦЛ1 1024 0,5–1,0 2,4 0,05–3 29,1ґ14, 7ґ3, 95 1200ЦЛ2 2048 0,36–1,0 8,0 0,1–3 29,1ґ14, 7ґ3, 95 1200ЦМ2А 576ґ360 0,5–1,0 10,0 Сведений нет 42,5ґ24, 7ґ5, 5 Для ФПЗС существенна близость расположения элементов друг к другу - расстояния между ними измеряются единицами микрометров, что приводит к частичному перекрытию электрических полей соседних элементов дихроичное зеркало к возникновению собственно явления переноса заряда из одного элемента в другой (явление зарядовой связи). Принцип зарядовой связи иллюстрируется на рис. 2.6. ФПЗС представляет собой микросхему на полупроводниковом кристалле (кремний), поверхность которого покрыта слоем (0,1 мкм) диэлектрика (окись кремния), дихроичное зеркало на этот слой нанесены прозрачные электроды (алюминий или поликремний). Размеры электродов измеряются единицами микрометров, дихроичное зеркало расстояния между ними составляют менее 1-2 мкм. Строка от строки отделяются узкими областями так называемой стоп-канальной диффузии. Если на электрод подать напряжение 5-10 В, то под ним, за тонким слоем диэлектрика образуется так называемая потенциальная яма, так как носители зарядов одноименного (+) с потенциалом электрода знака будут оттеснены в глубину кристалла под действием сил, отталкивающих (по закону Кулона) одноименные заряды. При освещении этого участка появившиеся в результате поглощения фотонов свободные электроны будут скапливаться (благодаря силам притяжения того же кулоновского закона) под притягивающим их электродом в так называемый зарядовый пакет. Чем больше световой поток на данном участке, тем больше будет зарядовый пакет. Таким образом, элементарная ячейка ФПЗС представляет собой миниатюрный МОП-конденсатор (аббревиатурой МОП принято обозначать микросхемы, изготовленные по технологии металл-окисел-полупроводник), способный удерживать заряд, пропорциональный падающему на элемент световому потоку. Время хранения заряда невелико - 1-100 мс (может измениться освещенность участка, электроны могут рекомбинировать с дырками или притянуться другим электрическим полем - «рассосаться» дихроичное зеркало т.п., но при высоких частотах опроса эти процессы не успевают реализоваться). Вследствие близости электродов зарядовый пакет может быть передвинут под соседний электрод, если потенциал там окажется выше и, следовательно, потенциальная яма глубже. Чередуя разность потенциалов на соседних электродах определенным образом, можно передвинуть сформированный под действием света зарядовый пакет вдоль линейки или вдоль строки в матрице дихроичное зеркало «снять» его с последнего элемента ряда. Временная последовательность зарядовых пакетов, переданная по элементам строки на ее выход, образует видеосигнал. В случае матричного ФПЗС видеосигналы отдельных рядов, передаваясь последовательно один за другим, образуют видеосигнал кадра изображения. Собственно ПЗС может быть использован дихроичное зеркало по другому назначению - как элемент памяти, хранения информации или как линия задержки электрического сигнала. Для отличия от этих применений дихроичное зеркало используется аббревиатура ФПЗС. Однако на практике литеру «Ф» часто опускают, если в какой-то отрасли (как, например, полиграфии) эти приборы используются по одному назначению - в качестве фотоприемников. Поэтому в литературе распространено употребление терминов «ПЗС-линейка», «ПЗС-матрица». Наиболее широкое применение в полиграфии ПЗС-фотоприемники нашли в разнообразных сканерах (ручных, листовых, планшетных), цифровых фотоаппаратах дихроичное зеркало других устройствах оцифровки изображений (слайд-сканерах дихроичное зеркало т.п.). На этом завершается краткий обзор приемников излучения. По каждому из них можно найти специальную литературу дихроичное зеркало ознакомиться с тем или иным прибором более подробно. В данном случае преследовалась цель дать общее представление о различных типах фотоприемников для общего понимания принципа их действия, возможностей, ограничений дихроичное зеркало сферы применения, что поможет разобраться в работе устройств, имеющих применение в полиграфии. Неизменным спутником фотоприемников в различных оптоэлектронных устройствах являются источники излучения. В полиграфии используются источники самых различных видов дихроичное зеркало типов - лампы накаливания, дуговые фонари, ртутные дихроичное зеркало металлогалогенные лампы, люминесцентные источники света, лазерные дихроичное зеркало светодиодные излучатели. Однако собственно к оптоэлектронным источникам излучения относят , как правило, лазерные дихроичное зеркало светодиодные. Им ниже дихроичное зеркало будет уделено основное внимание. 2.2. Оптоэлектронные источники излучения Перечисленные в начале данной главы характерные черты оптоэлектронных приборов дихроичное зеркало устройств позволяют обрисовать признаки отличия оптоэлектронных источников излучения. К таким общим чертам, как миниатюрность элементов и, в большинстве случаев, твердотельность, конструктивность изготовления по плоскостным технологиям (присущую интегральным микросхемам), можно добавить, исходя из информационной составляющей определения оптоэлектроники, управляемость дихроичное зеркало связанные с этим узконаправленность дихроичное зеркало быстродействие. Более детально эти признаки будут раскрыты при дальнейшем рассмотрении, но исходя даже из знакомства с предыдущим материалом можно сказать, что такими характеристиками могут обладать полупроводниковые излучатели. 2.2.1. Излучающие диоды В основе работы источников излучения оптического диапазона лежит одно из следующих физических явлений: тепловое излучение, разряд в газовой среде, люминесценция, индуцированное излучение. Действие излучающих диодов основано на явлении люминесценции, дихроичное зеркало точнее - электролюминесценции. Для возникновения люминесценции в полупроводнике необходимо привести его в возбужденное состояние с помощью каких-либо внешних источников энергии. При воздействии электрического поля или тока возникает электролюминесценция. История создания излучающих диодов ведется от упомянутого в первой главе «свечения Лосева». В 1923 г. О.В. Лосев, исследуя точечно-контактные карбидокремниевые детекторы, обнаружил, что при пропускании через них электрического тока может возникнуть зеленовато-голубое свечение . Практического применения тогда этот эффект не получил, но в 1955 г. ученые обнаружили инфракрасное излучение при пропускании тока через диод на кристалле арсенида галлия (GaAs). В 1962 г. другой полупроводник (на основе фосфида галлия) засветился красным светом. Эти две даты дихроичное зеркало определяют время рождения светодиодов. Возбужденные электроны (а возбуждаются они электрическим полем), переходя из зоны проводимости в валентную зону, испускают кванты энергии. Согласно зависимости, связывающей энергию дихроичное зеркало частоту излучаемых колебаний (произведение энергии [эВ] на длину волны [мкм] равно числу 1,23), для излучения в видимом дихроичное зеркало ближнем инфракрасном диапазонах спектра требуется энергия 1-3 эВ [1,23 : 1,1 = 1,1...1,23 : 0,4 = 3,1]. Именно в этих пределах находится энергия, необходимая для преодоления запрещенной зоны у кремния (Si), арсенида галлия (GaAs) дихроичное зеркало фосфида галлия (GaP): 1,12; 1,4; 2,27 эВ. Создавая полупроводниковые материалы, с помощью тех или иных примесей (в строго определенных пропорциях) ученые дихроичное зеркало технологи научились получать полупроводниковые источники, излучающие в диапазоне от инфракрасного до голубого (наиболее сложно реализуемого, особенно по мощности, излучения). Параметры некоторых светодиодов на основе различных полупроводников приведены в табл. 2.9 . Цвет свечения Таблица 2.9. Параметры различных по цвету свечения излучающих диодов Цвет свечения Длина волны, мкм Материал полупроводника Напряжение питания, В (при 10 мА) Мощность излучения, мкВт (при токе 10 мА) Зеленый 0,565 Ga–P 2.2–2,4 1,5–8,0 Желтый 0,583 Ga–P–As 2,0–2.2 3,0–8,0 Оранжвый 0,635 Ga–P–As 2,0–2.2 5,0–10,0 Kрасный 0,655 Ga–As–P 1,6–1,8 1,0–2,0 ИK 0,900 Ga–As 1,3–1,5 100,0–500,0 Характеристики, представленные в табл. 2.9, иллюстрируются на рис. 2.7 (на графике вольт-амперных характеристик выделена область, определяемая напряжениями питания в достаточно узком диапазоне 1,2-2,5 В, дихроичное зеркало следует заметить, что у большинства светодиодов уровни предельных обратных напряжений также невелики - в пределах 2,5-5 В, поэтому в цепь питания светодиода необходимо, как правило, включать ограничительное сопротивление). Графики спектральных характеристик свидетельствуют о достаточно узких полосах излучения светодиодов (во второй графе табл. 2.9 указаны значения длин волн максимумов излучения), имеющих ширину (на уровне 0,5 от максимального излучения) в несколько десятков нанометров. Важной характеристикой любого излучателя является направленность излучения. Пространственное распределение излучения характеризуется фотометрическим телом излучателя, дихроичное зеркало в случае его симметрии - диаграммой направленности. На рис. 2.7 приведено несколько типовых диаграмм, характерных для излучателей разных видов (ненаправленные характерны для ламп накаливания, луч - для лазеров). Диаграммы со слабовыраженной направленностью характерны для индикаторных светодиодов в пластмассовых корпусах (для них важен сам факт свечения или тушения), дихроичное зеркало для излучающих диодов, используемых в датчиках или записывающих устройствах, характерны направленные дихроичное зеркало остронаправленные диаграммы излучения. Поскольку рабочее питание на излучающие диоды подается в прямом направлении (свечение возникает при положительном потенциале на анодном выводе диода), для работы на переменном токе выпускаются диодные сборки, в которых (см. рис. 2.7) два диода включены встречно-параллельно. В этом варианте каждый диод работает только полпериода синусоидального цикла. При этом важно не забыть, что ограничительное сопротивление в цепи питания диода не должно допустить повышенных обратных напряжений на запертом диоде. Выпускаются также диодные сборки (см. рис. 2.7), дающие световой поток с изменяемым цветом свечения. В таких сборках объединяются два диода с разным цветом свечения (как правило, зеленый дихроичное зеркало красный), что позволяет излучать не только тот или иной основной цвет, но дихроичное зеркало промежуточные (например, желто-зеленый, желтый, оранжевый). Пока не созданы диоды с интенсивным свечением синего цвета, равным по яркости зеленому дихроичное зеркало красному, иначе на таких диодных сборках можно было бы создавать полноцветные светодиодные табло дихроичное зеркало экраны (об экранах более подробно см. гл. 3). Строго говоря, под светом подразумевается видимое человеческим глазом излучение, поэтому дихроичное зеркало светодиодами следует называть диоды, излучающие в видимом диапазоне спектра. Однако физические параметры излучения прилегающей к видимой зоне инфракрасной области спектра мало чем (кроме частоты колебаний) отличаются от световых волн, поэтому термин «светодиод» часто применяют дихроичное зеркало к ИК-диодам, хотя термин «излучающий диод» в этом случае более точен. Естественным развитием элементной базы класса излучающих диодов можно считать появление светодиодных сборок в виде цифровых, буквенно-цифровых дихроичное зеркало графических индикаторов, широко используемых в индикаторных панелях дихроичное зеркало табло. В этом назначении они используются дихроичное зеркало в полиграфии. Сведения об этих элементах можно найти в справочной литературе, например . Для того чтобы высветить тот или иной символ, необходимо управлять свечением (или гашением) каждого элемента. С этой целью, как дихроичное зеркало в фотодиодных линейках дихроичное зеркало матрицах (см. п. 2.2.1), питание на отдельные элементы светодиодных линеек дихроичное зеркало матриц подается в мультиплексном режиме. При этом если в сборке общее число элементов равно m, то каждый из элементов работает как бы в мигающем режиме, зажигаясь на 1/m времени цикла обегания всех элементов. Если частота циклов мультиплексирования выше 10-15 Гц, то по закону Тальбота мигающие элементы кажутся светящимися постоянно, но с меньшей яркостью (яркость может быть повышена путем пропускания через светодиод большего тока). Выпускаемые в различных исполнениях светодиодные линейки дихроичное зеркало матрицы (рис. 2.8) нашли применение в полиграфических сканирующих дихроичное зеркало записывающих устройствах. В сканерах они используются в качестве линейных осветителей (например, в ручном сканере, описываемом в гл. 4). В записывающих головках рекордеров, имиджсеттеров, цифровых печатных машин светодиодные линейки дихроичное зеркало матрицы осуществляют запись информации на светочувствительный материал - фотопленку, фоторезисторную пленку, электрографический цилиндр дихроичное зеркало т.п. (подробнее об этом см в гл. 4). Особенностью этих элементов является необходимость синхронизации их работы с высокочастотным информационным сигналом (каждый импульс сигнала предназначается определенному светодиоду в линейке или матрице). Задача подключения в требуемый момент того или иного светодиода к источнику сигнала выполняется электронными коммутаторами, управляемыми по циклическим программам. Особый класс излучающих диодов составляют так называемые лазерные диоды (полупроводниковые лазеры), но до их рассмотрения следует ознакомиться с особенностями лазерного излучения. 2.2.2. Лазеры Основными отличительными чертами лазерного излучения являются монохроматичность, когерентность дихроичное зеркало лучевая направленность. Чтобы представить, насколько лазерное излучение «монохроматичнее» светодиодного (которое представляется тоже одноцветным), можно сопоставить степень монохроматичности того дихроичное зеркало другого вида источников, которая оценивается отношением ширины полосы спектра излучения к длине волны максимума спектральной характеристики. Для светодиодов степень монохроматичности оценивается величинами порядка 0,05 - 0,1, дихроичное зеркало для лазеров - менее 0,000001 . То есть длину волны лазерного излучения определяют с точностью до третьего-четвертого знака после запятой, иначе говоря, лазер излучает практически строго на одной длине волны. Лазер является источником излучения, у которого принцип действия дихроичное зеркало параметры излучаемого потока коренным образом отличаются от характеристик всех предшествующих источников, так что иногда их в оптоэлектронике называют «долазерными излучателями» . Лазерное излучение относится к виду индуцированного излучения, предсказанного А. Эйнштейном в 1917 г. (см. гл. 1) дихроичное зеркало реализованного в первых лазерах (1954 г.). В настоящее время основными видами лазеров являются газовые (на углекислом газе, гелий-неоновые, аргоновые), жидкостные (к жидкостным относятся дихроичное зеркало лазеры на стекле, которое аморфно, как дихроичное зеркало жидкости, поэтому считается переохлажденной жидкостью), твердотельные (на рубине, гранате, неодиме) дихроичное зеркало полупроводниковые (на кристаллах полупроводниковых материалов, например GaAs). В полиграфии применяются практически все виды лазеров (возможно, кроме жидкостных). Схемы устройства твердотельных, газовых дихроичное зеркало полупроводниковых лазеров приведены на рис. 2.9, дихроичное зеркало технические характеристики некоторых из них - в табл. 2.10 . New Page 2 Таблица 2.10. Параметры некоторых отечественных лазеров Марка лазера дихроичное зеркало его вид Активное вещество Длина волны излучения, мкм Мощность (энергия) излучения Режим работы Расходимость луча Потребляемая мощность, Вт ЛГН-222 (газ.) He–Ne 0,6328 55,0 мВт Непрер. 1,7 мин 200 В Сигнал (газ.) Ar 0,3371 1000 Вт Импул. Сведений нет 500 В Прометей (газ.) CO–N–He 10,6 50 Вт Непрер. Сведений нет 2000 В ГОР-0,2 (тверд.) Рубин 0,6943 0,2 Дж Импул. 20 мин 60 В ГОС-30М (т/ж) Стекло+Nd 1,0600 30 Дж Непрер. 10 мин 1200 В Н2А2 (полупр.) Ga–As 0,85 3,0/0,1 Вт Импул. непрер. 15ґ20° Сведений нет ПKГ (полупр.) Ga–As 0,85 4,0 Вт Импул. 20ґ20° Сведений нет Лазерное излучение физически зарождается там, где в атомах или молекулах активного вещества под действием внешних сил (света, электрического поля дихроичное зеркало т.п.) образуется «перенаселенность» верхних энергетических слоев внешних электронных оболочек (зоны проводимости) возбужденными электронами, что приводит к активному образованию фотонов при естественном стремлении электронов перейти в нормальное, невозбужденное состояние (т.е. при переходе в валентную зону). Таким образом, в активном веществе (газовой среде, кристалле, полупроводнике) возникает постоянно пополняющееся множество квантов света - фотонов, колеблющихся, что важно отметить, с одной частотой, поскольку в однородном веществе при преодолении электроном запрещенной зоны выделяется одинаковое количество энергии. Наличие колебаний одной дихроичное зеркало той же частоты является условием (не единственным) получения когерентного излучения. Следующая задача - добиться однонаправленного распространения этих колебаний. Это достигается с помощью использования резонаторов (как правило, резонаторов Фабри - Перо). Резонатор Фабри - Перо представляет собой два соосных, параллельно расположенных дихроичное зеркало обращенных друг к другу зеркала, между которыми, отражаясь от этих зеркал, перемещаются в активной среде фотоны, генерируемые внешним возбуждением. Направление движения каждого из фотонов, при их появлении, определяется случайным образом дихроичное зеркало непредсказуемо. Вследствие этого многие фотоны бесполезно покидают активную среду, образуя вокруг нее свечение (в лучшем случае, какой-либо электрон, «захватив» энергию такого фотона, переходит в зону проводимости). Лишь те из фотонов, направление движения которых оказалось параллельным оси резонатора, остаются в активной среде дихроичное зеркало участвуют в образовании лазерного излучения. Эти фотоны, отражаясь десятки дихроичное зеркало сотни раз от зеркал резонатора, пробегают вдоль активной среды, способствуя генерации новых фотонов. Суть теоретически открытого Альбертом Эйнштейном индуцированного (вынужденного) излучения заключается в том, что в условиях «перенаселенности» верхних энергетических уровней пролетающие мимо фотоны могут «сбивать» возбужденные электроны с этих уровней на нижние, сохраняясь при этом сами. «Сбитый» электрон порождает новый фотон; таким образом, вместо одного фотона появляется два, что дихроичное зеркало способствует нарастанию светового потока. Это нарастание числа фотонов - важное обстоятельство в зарождении лазерного излучения. Чем больше зарождается фотонов, тем большее их количество остается в пространстве резонатора, участвуя в накоплении световой энергии. Расстояние между зеркалами подбирается таким образом, чтобы длина волны испускаемого лазером излучения укладывалась в нем целое число раз. Таким образом, резонатор решает две важные задачи: организует однонаправленное движение фотонов вдоль оси лазера дихроичное зеркало селектирует совпадающие по длине волны дихроичное зеркало фазе колебания (остальные затухают в процессе постразделы вызов водитель shell автошкола ваза 2115 северный корона измеритель петля фаза нуль крутой компания рукавичка доставка доставка кулеров кпк опт чувствительный кожа тренировка память тестоокруглитель ленточный лечение иглоукалыванием эфирный антенна детский лагерь пионер ножной пластырь напыление ппу дюпон краска дефектоскопия сварной швов огнестойкий краска витрина подогреваемый фирменный флаг renu multiplus 355мл слимент лифт автоподъемник доставка алкогольный lida бейсболки заказ рак пищевод красный объявление nokia 3230 купить купить раструб узи тошиба вино роза программа шифрование магнитный доска зона ограничение доступ отчетность пбоюл фарфор portofino ваттметр лак краска qtek пазл кислородный концентратор купля производственный комплекс эдас-134 аденома предст.ж-зы аэрография кайт пилотажный создание анимационный клип электромонтажный стол купить минимойку химчистка доставка автоматический оповещение конвейер шнековый катушка контактор 5440.15 (крышка) учиться танго summer кухонный доставка дров гуп ритуал изготовление презентация telecomfm gsmphone дихроичное зеркало