دانلود تحقیق ثبت لیزری

بخشی از مقاله

ثبت ليزري
ديسكهاي فشرده (CD) و ديسكهاي ويدئويي فشرده( CDV) روشهاي جديدانقلابي براي ذخيره سازي و انتقال صدا ، تصاويرو اطلاعاتند. دراين تكنولوژي از باريكه هاي ليزر هم براي ثبت يا رمزگذاري اطلاعات روي ديسكهاي فشرده وهم جهت (خواندن ) يا بازنواخت اطلاعات ذخيره شده استفاده مي شود.

CDو CDV
ديسك فشرده از جهاتي شبيه صفحه گرامافون و از جهاتي بسيار متفاوت است . مثلاً،شيارروي گرامافون مارپيچ مداومي است كه موقع پخش صفحه از ابتدا تا انتهاي آن توسط سوزن گرامافون تعقيب مي شود. ديسك فشرده اطلاعات يا موسيقي را روي دايؤه هاي هم مركزي با ميلياردها دست انداز به نام رگه (پيت) رمز گذاري مي كند . رگه هاي توسط ليزر برديسك حك مي شوندو بعداً موقع پخش ديسك آنها باريكه ليزري با هوشي را كه به ديسك مي تابد قطع و وصل مي كنند.
رگه روي CD فقط 00005/0 سانتيمتر پهنا و 000001/0 سانتيمترعمق دارد.

رگه هاي ظريف توسط باريكه ليزري نازك و بسيار دقيق(خوانده ) مي شوند. چون رگه ها فوق العاده كوچكند، مي توانند در فضاي كوچكتر شامل اطلاعات بسيار بيشتري باشند .
درديسك فشرده و يك چهارم اينچ درداخل شعاع 33 ميليمتري بيشتر از 20,000 رداز رگه ها وجوددارد . به اين دليل ، نام فشرده براي C D ها اسم با مسمس اي است و اندازه آنها فقط يك ششم اندازه صفحه هاي گرامافون است . دريك طرف C D مي توان تا 74 دقيقه موسيقي يا اطلاعات ضبط كرد.

مثل ارتباطات راه نوري رگه هاي روي CD معرف اطلاعات به شكل رمزهاي دودويي انأ. براي ثبت اطلاعات ، موسيقي يا تصاوير ويدئويي روي ديسك ، آنها رقمي مي شوند. درمورد موسيقي ،صدا با آهنگ 44100 مرتبه در ثانيه نمونه برداري مي شود (بيشترازدوبرابر20,000 كه بالاترين بسامد قابل شنيدن توسط گوش انسان است ) و هرنمونه 16رقم دودويي يا بايت مي شود . اگر موسيقي با دو كانال استريو ضبط شود، هرثانيه صدا نمايانگر4/1 ميليون بيت اطلاعات روي CDاست . دقت حيرت آور ضبط صدا روي CD به آن دليل ممكن است كه ميليونها بيت اطلاعات را مي تواند نگهدارد (شكل 11)

شكل 11 خروجي ليزر نيمرساناي موج پيوسته (4) از آرايش تقسيم كننده منشوري باريكه (3) مي گذارد و به وسيله مجموعه عدسي (1) برسطح ديسك درحال حركت كانوني مي شود . نور بازتابيده از سطح حك شده كه شامل اطلاعات رقمي است توسط دستگاه عدسي (2) جمع مي شود و توسط تقسيم كننده باريكه روي آشكار ساز نوري (5) باز تابانده مي شود .

وقتي كه CD پخش مي شود، باريكه ليزر از پايين به ديسك مي تابدو از لايه شفاف و نازك محافظ روي ديسك مي گذاردو روي لايه نازك آلومينيمي باز تابدهنأه يا سطح سيگنال كانوني مي شود . روي سطح كه در آنجا بيت ها ثبت شده اند قطر باريكه ليزري فقط 7/1 ميكرون است . حتي اگر لايه شفاف ؤوي ديسك غبارآلود يا خراشدار باشد ، باريكه ليزري چنان ظريف كانوني مي شود كه بيشتر اين آلايشها بر كيفيت پخش اثري ندارند زيرا آنها كانوني نيستند .

ديسكهاي فشؤده با رمز تصحيح خطاي داخلي ساخته مي شوند . خطاها ممكن است كاتوره اي باشند، مثل آنهايي كه موقع توليأ ديسك دروقت برش ديسك يا پوشش روي ديسك پيش مي آيندو دقيق نيستند . خطاها ممكن است از خراشهاي شديد يا غبار سنگين روي ديسك ناشي شوند. با فرايندي به نام درونيابي، بيت هاي نادرست اطلاعات موجود درپس و پيش دسته بيت هاي اطلاعاتي برآورد مي شوند.

سطح ديسك فشرده بايد كاملاً به باريكه ليزري كه آن را مي خواند عمود باشد. در غير اين صورت صدا به علت اينكه نور ليزركج مي رود اعواجاج خواهدداشت . كج رفتن گاهي ناشي از اين است كه ديسك با جذب رطوبت تاب بر مي دارد. به اين دليل ديسكهاي فشرده با ماده اي كه در مقابل لطمه رطوبت كمترآسيب پذير باشد به طور تزريقي ريخته مي شود.

پخش كننده ديسك فشرده ، صدا را با سرعت 2/1 متربر ثانيه پخش مي كند . براي اينكه اين سرعت ثابت بماند ، وقتي كه ليزر نزديك مركز ديسك را (مي خواند) صفحه گردان پخش ،458 دور دردقيقه مي گردد. وقتي كه باريكه ليزري به طرف خارج حركت مي كند، سرعت صفحه گردان به تدريج تا 197 دوردردقيقه كند مي شود.

CD ها علاوه برصافي صدا مزاياي زياد ديگري نيز دارند. چون ليزر بدون اينكه با ديسك تماس داشته باشد CD رااز ميان پوشش شفاف (مي خواند) CDها مثل صفحه هاي گرامافون معمولي كه با سوزن كار مي كنند زود خراب نمي شوند . افزون برآن ، نوفه سطحي ،خش خش ،صداي بامب بامب ، يا تلق تلق يا اعوجاج صدا دراثر نشستن خاك روي ديسك وجود ندارد. خود ليزر نيز دهها بار بيشتؤ از الماس پيكاپ گرامافون دوام دارد.

CDVها ديسكهاي فشرده اي هستند كه هم صدا و هم تصوير را ضبط مي كنند. CDV 12 اينچي نيز شبيه صفحه گرامافون است ولي عملاً با آن بسيارمتفاوتاست . اطلاعاتي كه بايد ضبط شود دررگه هاي كوچك ميكروسكوپي درشيارهاي هم مؤكز روي CDV با باريكه ليزر آرگون رمز گذاري مي شود .دراين مورد، داده ها بايد به صورت سه نوار جداگانه ثبت شوند

: دو تا براي صداي استريوفونيك و يكي براي استريوفونيك و يكي بؤاي تصوير ويدئويي رنگي . وقتي كه CDV با 1800 دور دردقيقه مي چرخد، باريكه ليزر رگه هاي روي ديسك را مي خواند و اطلاعات رمز گذاري شده براي ايجاد صدا و تصاوير رنگي ضبط شده روي ديسك به سيگنالهاي الكتريكي تبديل مي شوند. CDV حفاظ مضاعف دارد تا از آسيب رطوبت درامان باشد . CDV همان مزاياي دقت و عمرطولاني CD را دارد.

مزيت ديگر CDهاو CDV ها دراين است كه شنونده مي تواند با دقت بسيار از يك آهنگ روي CD به آهنگ ديگر پرش كند. درمورد CDV ها استفاده كننده مي تواند به طور دقيق به همان نماي ويدئويي و صوتي كه رها كرده بود برگردد. ديسكهاي ويدئويي مزايايي دارد مثل جدول محتويات با فهرست فصلها به طوري كه استفاده كننده بتواند به طور دقيق محل مورد ديسك پيدا كند.

كتابخانه هاي ليزري
وجامعه پراطلاعات
تعدادثمرات موجود براي استفاده هاي مبتني بر ذخيره روي ديسك فشرده روبه ازدياد است . اين طريقه جديد ضبط صدا و تصوير براي سرگرمي مورد استفاده قرار مي گيرد. ولي CDها راهي نو براي ذخيره كميتهاي عظيم اطلاعاتي درحافظه ويژه خوانده (ROM) نيز هستند.

امروزه بسياري از كتابخانه ها براي انجام دادن پژوهش ، ذخاير كامپيوتري شده در اختيار دانشجويان مي گذارند. ديسكهاي CDROM به همراه كامپيوتر براي اين منظور در كتابخانه برپا مي شود . مثلاً نقل قولها از مقالاتي كه به تازگي در مجلات و نشريات چاپ شده اند به صورت موضوعي دربانك داده هاي كامپيوتر فهرست مي شوند ودانشجويان مي توانند انها را از برنامه روي صفحه كامپيوتر ببيند. اگر كسي كپي مقاله اي را بخواهد، مي تواند آن را مستقيماً از ؤوي ديسك CDROM موجود چاپ كند.

باروش كامپيوتري شده درمقايسه با وقتي كه دانشجو شخصاً ميان مقالات فهرست شده درمنابعي مثل راهنماي خوانندگان براي آثار مكتوب ادواري مطالب مورد نظر خود راپيدا مي كندوسپس به كتابخانه هاي محل مقاله مراجعه و اطلاعات لازم راكپي مي كند.
ساعتها وقت صرفه جويي مي شود . بانكهاي داده هاي كامپيوتر داده هاي كامپيوتري اين مزيت را نيز دارند كه از نظر نشريه هاي ادواري روزآمدند به طوري كه مقالات تازه منتشر شده را به راحتي دردسترس قرار مي دهند.

امروزه بسياري از شركتها فهرستهاي طويلي از بانكهاي داده هاي تخصصي را عرضه مي كنند. اين كتابخانه هاي كامپيوتري ممكن است شامل قسمتهاي موضوعي مثل علوم و تكنولوژي ،زيست نگاري ،هنر، نشريات ادواري بازرگاني ، علوم انساني ،راهنماي خوانندگان براي آثارادواري ،كتابداري ،آموزش و پرورش و علوم اجتماعي باشند. افزون بر اينها ، خدماتي نيز براي كامپيوتري كردن مستقيم رايجترين اطلاعات و داده ها انجام مي گيرد.

اي . تي . پي ساراتوگا در كاليفرنيا بازار ذخيره اطلاعاتي روي كاغذ بود .
روشهاي ديگر ذخيره سازي عبارتنداز مغناطيسي ،ميكروفرم و نوري . از ذخاير اطلاعاتي مبتني به شكلهاي غير كاغذي ، ذخيره نوري روي ديسكهاي CDROM از 7 درصد بازار در1987 تا بيش از 32 درصد بازار در 1991 رشد كرده است . در همين مدت ، ذخيره سازي مغناطيسي به حدود21 درصد و ذخيره سازي ميكروفرم به 4درصد كاهش يافته اند .

كامپيوترهاي IBM به طورگسترده در بانك داري ، بيمه و حمل و نقل به كار مي روند . همچنين اين كامپيوترها سهم بزرگي در تكميل كامپيوتر هاي نصب شده درحال كاردردفاتر دولتي ، كارخانه هاي توليدي و بازرگاني درسراسر امريكا داشته اند.تكنولوژي ذخيره سازي نوري انتخابي آنها تاثير عمده اي بر چگونگي ذخيره سازي اطلاعاتي نوري اعمال شده توسط اين دفترها در سراسر كشور داشته است . مشتريها در جستجوي ارتقاي استاندارد CD ها هستند . پنج و يك چهارم اينچ ،12اينچ ،و سه و نيم اينچ اندازه استاندارد فعلي اند.

با پيشرفت به سوي قؤن بيست و يكم آموزش نيز درحال تحول است . يادگيري تمام عمر توسط همه گروه هاي سني ، بدون محدوديتهاي زماني يا مكاني ، بيشتر و بيشتر لازم به نظر مي رسد. دراين فرايند تكنولوژي ديسك ليزري جهت ذخيره و جمع دانش نقش مهمي را ايفا مي كند. افرادي كه به جديدترين و كاملترين اطلاعات دسترسي داشته باشند نسبت به بقيه برتري خواهند داشت .
تكنولوژي ديسك ليزري اين امكان را فراهم مي آورد تا تعداد كثيري يافته ها وداده ها از منابع متعدد يكجا جمع شوند. بر خلاف نوآوريهاي تكنولوژيكي قبلي كه عمدتاً ،وسايلي براي صرفه جويي دركار بودند، تكنولوژي هاي جديد نه فقط منابع اطلاعاتي وسيع و تقريباً راههاي نامحدودي را جهت تركيب انها فراهم مي آورد،بلكه آنها مي توانند آن اطلاعات را پردازش و اطلاعات رقمي را عملاً با سرعت نور انتقال دهند. سياست گزاران دردولت ، بازرگاني و آموزش و پرورش مي توانند مبناي تصميمات عمده را بر معلومات جامعتري از آنچه قبلاً در دسترس بود قراردهند.

رشد برق آساي حجم كار
لزوم ايجاد سوراخ در صنعت امر پيش پا افتاده اي است . ايجاد سوراخ دراقلامي به نرمي پسانك بطري نوزاد با نورليزرصورت مي گيرد . بسياري از اقلام به سوراخهايي نياز دارند كه استفاده كننده آنها را با پيچها يا ميخهايي به هم سوار كند . به علاوه درصنايع چرم و كاغذ سوراخ كردن كار روزمؤه است . ليزرها مي توانند سوراخهايي صاف ، كاملاً گرد، بدون خرده يا دندانه به وجود آورند.

تپهاي ليزر ياقوت ، با سرعت بدون رقيب ، مي توانند درالماس سوراخهايي با اندازه هاي دقيق ايجاد كنند. اين سوراخها را به عنوان قالب براي كشيدن فلز و تيديل آن به سيم به كار مي برند. به طور عادي اين فرايند بسيار وقت گير است زيرا سرهاي مته پرسرعت بايد زود به زود تعويض شود و نيز بايد صبركرد تا وسيله خنك شود.

كندن سوراخ در فلزات سنگين با مته هايي كاربيدي يا مته هايي با سر الماس صورت مي گيرد . باز هم ، اين روش ساعتها وقت مي گيرد و اغلب بايد براي سرد كردن ماشين آلات و تعويض سرهاي مته بارها دستگاه را متوقف كرد. باريكه ليزري پرتوان اين كار را بدون اصطكاك انجام مي دهد. سوراخ اغلب چنان به سرعت كامل مي شود كه گرماي باريكه ليزري از محل كار دورتر نمي رود ودر بقيه فلز تاثير نمي گذارد.

باريكه هاي ليزري براي ايجاد سوراخها يي در پلاستيك مثل روزنه هاي فواره اي براي افشانه هاي آئروسل (پراكندگي مايع درگاز) به كار مي رود. باريكه هاي ليزري براي ايجاد سوراخها ي ظريف در لبه هاي عدسيهاي تماسي نيز به كار مي روند تا اجازه دهند كه مايعات آزادانه روي سطح چشم حركت كنند. علاوه برايجاد سوراخها ي ظريف ، با ليزرها عكس برگردانهاي نازك ونقش دار درست مي كنند كه براي تزيين اتومبيلها و كاميونها به كار مي روند.

نور ليزر براي برش پارچه در كارگاههاي لباس دوزي به كار مي رود . آلوين تافلر در كتاب موج سوم توصيف مي كند كه ليزرها در فرايند برش چنان كارايي دارندكه برش اقلام لباس به صورت يكي يكي امكانپذير و اقتصادي است . روشهاي توليد انبوه جاري تا500 لباس با اندازه مشابه رادريك زمان برش مي دهد.

درآينده ، خريدار مي تواند اندازه هايش را توسط خطوط تلفني با تارنوري به توليد كننده بفرستد. داده ها مستقيماً به كامپيوتري داده مي شودكه با ماشين برش ليزري را كنترل مي كند و لباسي با اندازه مشتري توليد مي شود . به اين ترتيب ، اتلاف باس به سبب برش با اندازه استاندارد از بين مي رود(كافي است لباسهايي را در نظر آوريد كه در جا لباسيهاي مغازه آويزانند ودر انتظار شخصي با اندازه درست اند تا پيدا شود و آن را بخرد) به علاوه ،گرماي ليزر لبه هاي بريده شده پارچه هاي مصنوعي مثل نايلون را طوري مي سوزاند كه ساييده يا خراب نمي شوند.

جوش دادن يا متصل كردن دو فلز به يكديگر ، خواه كوچكترين سيمها و خواه صفحه هاي فولادي عظيم يكي ديگر از كاربردهاي انرژي ليزري است . جوشهاي ايجاد شده با ليزر محكمتر از جوشهاي قوسي معمولي است ، قسمتي به آن علت كه باريكه هاي ليزري چنان دقيقند كه دراثر فرايند گرما كمترين مقدار فلز تغيير شكل مي دهد. جوشكاري دقيق در بسياري از فرايندهاي توليدي صنعتي حائز اهميت است مثل جوشكاري چرخ دنده هايي كه براي همزمان كردن ساز و كار انتقال دراتومبيل به كار مي روند.

شركت فورد براي جوشكاري قسمت زيراتومبيلهايش ازدستگاه ليزري استفاده مي كند. دستگاه ليزري جوش پيوسته اي به دست مي أهد كه از روشهاي نقطه اي به مؤاتب محكمتر است . جوشكاري با سؤعت 21 سانتيمتؤ درثانيه (500 اينچ دردقيقه ) انجام مي گيرد. با استفاده از دستگاه ليزري ، جوش دادن چهار صفحه بزرگ به همديگر براي ساخت زير اتومبيل فقط يك دقيقه وقت مي گيرد.

ليزرهاي گازي كربن دي اكسيد كه تا 1500 وات توان دارند مي توانند هر ماده اي را ببرند. باريكه نور ليزر كه با سرعت زياد حركت مي كند مي تواند نقشها ، اعداد ، يا حروف را روي فلزاتي به سختي فولاد حك كند. اگر باريكه ليزري آهسته تر حركت كند ،عمق بيشتري را در فلزات مي برد. برخلاف برشهايي كه با تيغه هاي اره اي در فلزات ايجاد مي شوند ، برشهاي انجام گرفته باباريكه ليزري صافتر و عاري از واپيچش اند. اغلب برشهاي ليزري كه در مواد نوري انجام مي گيرند چنان صافند كه به صيقل دادن بيشتر احتياج ندارند.

كاربرد صنعتي ديگر ليزرها آلياژ كاري سطحي است . آلياژ كاري سطحي روشي از پردازش ماده است كه يك ماده سطحي را با ماده داخلي ديگري با عمليات حرارتي توسط باريكه ليزري به هم وصل مي كند. برخلاف پوشش دادن ساده ماده اي روي سطح ماده ديگر، در اين روش دو ماده بر اثر گرماي شديد حاصل از باريكه ليزري تپي در يكديگر ذوب مي شوند و در سطح ماده به شكل آلياژ در مي آيند.

آلياژ كاري سطحي براي يكسان سازي مقاومت دربرابر خوردگي در موا دي مفيد ايت كه مقاومت فقط در سطح لازم است . آلياژهاي سطحي مي توانند مقاومت گرمايي و سايشي موادي را كه در شرايط كشش زياد به كارمي روند افزايش دهند. مثلاٌ درمورد تيغه اره معمولي ، با آلياژ كاري سطحي مي توان دندانه هاي اره را مستحكمتر كرد بدون اينكه عميات روي تمام تيغه لازم باشد. در بعضي كاربردها ، موادي كه براي ايجاد خواص مورد نظر روي فلز لازمند كمياب يا بسيار گرانند. دراين موارد با آلياژ كاري سطحي مي توان از هزينه هاي هنگفت كاست وجنس رابراي توليد كننده به قيمت مناسب تمام كرد.

عمليات گرمايي فلزات براي سختي بخشيدن به آنها در توليد اتومبيلها ، هواپيما ها و كشتيها حائز اهميت است . روي محفظه فلزي واحدهاي فرمان هيدروليكي كاميونهاي جنرال موتور با ليزرهاي گرانقيمت كار مي شود. براي اينكه ليزرها خودكار عمل كنند با كامپيوتر كنترل مي شوند . چرخ دنده ها و سطوحي كه سليندرهاي موتور اتومبيلها را مي پوشانند با گرما عمل مي آورند زيرا به علت گرما و تماس پياپي با ساير سطوح تحت كشش اند.