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Chap9 雷射與資訊

Chap9 雷射與資訊. 9-1 光纖通訊. 光纖通訊使用半導體雷射當光源，電的訊號經過驅動電路後，再經發光二極體或半導體雷射轉換為光波訊號發出，經過光纖傳送後，在接收機裏，首先經過光檢測器轉換為電的訊號，再經放大器放大，及訊號處理器的處理後，變成為輸出訊號輸出應用。. 一般而言 , 光波或電磁波傳輸時衰減的大小，與介質折射率有關，而介質折射率又與傳播的波長相關。. 長生命期（已可操作達Ｎ萬小時以上）高穩定度的砷化鎵及砷化鎵鋁等長波長 (0.8~1.5 微米 ) 半導體不斷地被研製出來，而使得光纖通訊邁向更實用化的地步。.

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Chap9 雷射與資訊

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  1. Chap9 雷射與資訊

  2. 9-1 光纖通訊 • 光纖通訊使用半導體雷射當光源，電的訊號經過驅動電路後，再經發光二極體或半導體雷射轉換為光波訊號發出，經過光纖傳送後，在接收機裏，首先經過光檢測器轉換為電的訊號，再經放大器放大，及訊號處理器的處理後，變成為輸出訊號輸出應用。

  3. 一般而言, 光波或電磁波傳輸時衰減的大小，與介質折射率有關，而介質折射率又與傳播的波長相關。

  4. 長生命期（已可操作達Ｎ萬小時以上）高穩定度的砷化鎵及砷化鎵鋁等長波長(0.8~1.5微米)半導體不斷地被研製出來，而使得光纖通訊邁向更實用化的地步。長生命期（已可操作達Ｎ萬小時以上）高穩定度的砷化鎵及砷化鎵鋁等長波長(0.8~1.5微米)半導體不斷地被研製出來，而使得光纖通訊邁向更實用化的地步。

  5. 0.8um (GaAs-AlGaAs雙異結構雷射之光源), 1.06um, 1.3um (GaxIn1-xAsyP1-y-InP雙異結構雷射之光源) • 光纖通訊所扮演的角色如電通訊相同。但其發展潛力卻是有過之，其不受電磁干擾及長距離通訊等特性外，並有驚人的通訊容量。 • 通訊量的大小與訊號的頻率高低有關;頻率愈高,則可傳愈多的資料。 • 光波頻率在1014Hz, 電通訊中無線電波約在1010Hz。

  6. 9-2 顯示器 • 將電子訊號轉成視覺訊號的裝置。 • 紅色光的氦氖雷射光和藍色光氬離子雷射光，綠色光的氪離子雷射光， 由此三原色光，各經調制器調制光的強弱，混合後，再經掃瞄器偏折投到影幕上。由於掃瞄頻率很快，大於人的眼睛視覺暫留頻率，因此我們看到的是連續畫面。 • 解析度在面積0.46平方公尺上, 512*512pixel是没有問題的, 主要問題在於每像點的亮度與色彩解析度。 • 無法在白天看到舒服的亮度和色彩

  7. 可提高雷射顯示器的高亮度的材料： • ＰＬＺＴ的鐵電陶瓷材料(Ceramic lanthanum-modified lead zirconate titanate), 該材料上附有一層光導電體。

  8. 外加電壓後，即會產生電極化。就像鐵磁材料，在加磁場會使該材料磁極化，極化方向即為外加電場的方向。外加電壓後，即會產生電極化。就像鐵磁材料，在加磁場會使該材料磁極化，極化方向即為外加電場的方向。 • PLZT為雙折射材料，外加電壓後可以改變光的偏振方向。即，當PLZT放在交互垂直的兩線偏振片中，由外加電壓來控制光是否通過PLZT。 • ＡＢ兩面加電壓，而產生電極化Ｐ，後再加電壓於ＣＤ兩面，因為光導電體在没有光時不導電，所以電極化不受影響。當入射光通過光導電體後，此時光導電體被光照射部份不再為絶緣體，即電壓落在ＰＬＺＴ上，所以會使電極化方向改變，同時也改變雙折射性質，而使光通過交互垂直的兩線偏振片 • 陶瓷PLZT的電極方向不再改變，除非外加電壓來改變它，因此它具有記憶性。該裝置稱為鐵電圖像裝置。 • 這種光閥效應的觀念，可做為發展亮度，高解析度，低價格的顯示器之基礎理念。

  9. 課本5-3 偏振器 • 一般照相器材的偏光鏡, 其特性為若光的偏振方向與它的偏振方向相同, 那麼它就具有高吸收率, 由此, 對一束未經偏振的光, 欲產生偏振光, 其功率被吸收一半, 同時其偏振的品質也不佳。 • 高品質的偏振器，則需要用具有雙折射率性質的晶體。 • 由於不同偏振方向的光，會走不同折射率的方向，所以一道未經偏振的光，經過雙折射晶體後，分為兩道線偏振光。

  10. 另有一種仍採用PLZT為材料的顯示器，稱為陶瓷圖像裝置，它靠著光散射的光量空間變化，而不像鐵電圖像裝置，藉著雙折射性質的變化來改變光量，當PLZT的電極化方向改變，由於光的散射，所以光通過PLZT的光量，就隨著改變。另有一種仍採用PLZT為材料的顯示器，稱為陶瓷圖像裝置，它靠著光散射的光量空間變化，而不像鐵電圖像裝置，藉著雙折射性質的變化來改變光量，當PLZT的電極化方向改變，由於光的散射，所以光通過PLZT的光量，就隨著改變。 • 光的散射——因介质的非均匀性，使光能不只沿定向，同時還沿若干其它方向傳播的現象。

  11. 在PLZT上鍍上一層光導電膜，加電壓時，如果圖像為暗區，則光導電膜即為絶緣體，於是所有的電壓落在該膜。如果為亮區，則光導電膜即為導體，即電壓落在陶瓷上，於是電極化方向就改變。在PLZT上鍍上一層光導電膜，加電壓時，如果圖像為暗區，則光導電膜即為絶緣體，於是所有的電壓落在該膜。如果為亮區，則光導電膜即為導體，即電壓落在陶瓷上，於是電極化方向就改變。 • 由於不是藉雙折射性質之改變，而是著光散射來改變光量，所以不須要偏振片，構造就簡單多了，同時，可藉著熱效應除去電極化。

  12. 調變雷射光強度以試樣掃描方式對陶瓷圖像裝置掃描成所需之影像。調變雷射光強度以試樣掃描方式對陶瓷圖像裝置掃描成所需之影像。 • 高亮度的弧光燈照射，穿透該裝置後，此時具有影像訊息，投影在大螢幕上，如此可克服亮度的問題。

  13. 9-3 雷射的資訊消費產品-雷射影碟與唱片 • 聲音與影像的連續波形，經取樣後，分割成不同的振幅，並轉換成音頻訊號，再由聲光調制器調制光強度的強弱，以控制雷射光的打孔與否及孔的大小。所有聲與影就被記錄在影碟上，即聲音與影像的波形就換成影碟上孔的長短。 • 有了主影碟片，便可利用塑膠樹脂衝壓技術大量複製。

  14. 讀取裝置，一般使用低功率雷射，如氦氖雷射或半導體雷射，雷射光沿圖示8-7，的光路照射到碟面，碟面將光沿著原來路徑反射回去，回到半途中被四分之一波片把反射光的偏振方向旋轉90度，再經偏振分光鏡，把全部的反射光導到光檢測器。讀取裝置，一般使用低功率雷射，如氦氖雷射或半導體雷射，雷射光沿圖示8-7，的光路照射到碟面，碟面將光沿著原來路徑反射回去，回到半途中被四分之一波片把反射光的偏振方向旋轉90度，再經偏振分光鏡，把全部的反射光導到光檢測器。

  15. 由碟面反射回去的光量大小，由坑洞的平凸決定。由碟面反射回去的光量大小，由坑洞的平凸決定。 • 當雷射光照射到碟面上凸的部份，因產生散射與繞射，而反射回去的光強度減弱，而照在平的部份，則幾乎將光全部反射回去。 • 反射回來的光，經光二極體(光檢測器)接收接，依光量的大小，將之轉換成強弱變化的波形電訊號，重現聲音與影像。 • 每一條軌道只記錄一畫面，每一畫面都有編號。並可在指示器上顯示出號碼。於是我們便可以任意選擇，而不像一般錄影機，需要捲帶時間。

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