بــ‌ـ‌ــــرق
تحقیقبـــــــرق
تحقیقبا بلوری Blue Ray آشنا شوید؟
با بلوری Blue Ray آشنا شوید؟ لوح فشرده بلو-ری BD) ، (Blue-ray نوعی دیسک نوری است که کاربرد اصلی آن ذخیره ویدئو باکیفیت بالا و اطلاعات است و از نظر ابعاد ظاهری مشابه CD، DVD است. با بلوری Blue Ray آشنا شوید؟ لوح فشرده بلو-ری BD) ، (Blue-ray نوعی دیسک نوری است که کاربرد اصلی آن ذخیره ویدئو باکیفیت بالا و اطلاعات است و از نظر ابعاد ظاهری مشابه CD، DVD است. نام بلو-ری از تکنولوژی لیزر آبی (از نوع بنفش( مشتق شده است که برای خواندن و نوشتن این نوع دیسک ها استفاده می شود. به دلیل طول موج کوتاه (405 نانومتر)، ظرفیت ذخیره اطلاعات بلو-ری بیشتر از DVD ) لیزر با نور قرمز و طول موج 650 نانومتر ) است. یک دیسک بلو-ری دو لایه، می تواند 50 گیگابایت ذخیره کند که شش بار بیشتر از ظرفیت یک دی وی دو لایه است. در آوریل سال 2008 بیشتر از 350 عنوان دیسک بلو-ری در آمریکا و بیش از 250 عنوان نیز در ژاپن منتشر شد. در طی رقابت دیسک های نوری با کیفیت بالا، بلو-ری در حال رقابت با HD DVD بود و در فوریه سال 2008 ، زمانیکه شرکت توشیبا - تولید کننده اصلیHD DVD- اعلام کرد که این دیسک بعد از این توسعه نخواهد یافت، بلو-ری برنده و پیشتاز دیسک های با کیفیت بالا شد در ابتدا به دلیل اینکه لایه ذخیره اطلاعات در این دیسک، در مقایسه با دی وی دی، به لایه رویی نزدیک تر بود، در برابر خش آسیب پذیر تر مینمود و با لایه ی کارتریج محافظت می شد. اما با پیشرفت دانش پلیمر، وجود این لایه ضرورتی نداشت. یک player برای پخش بلو-ری نیاز به پشتیبانی از کدک هایی مانند MPEG-2, H.264/AVC, SMPTE VC-1 دارد. برای پخش صوت، player باید از تکنولوژی Dolby Digital AC-3, DTS, linear PCM پشتیبانی کند. نرم افزار جاوا نیز در توسعه بلو-ری نقش دارد نسخه بلو-ری جاوا به نام BD-J، در افزودن منوها و امکانات بیشتر در بخشهایی مانند زیرنویسها، در این تولید مشارکت داشته است. کدگذاری ناحیه ای بعضی از این دیسکها ممکن است رمزگذاری شوند. همانند اصول رمزگذاری ناحیه ای برای دی وی دی، بسته به منطقه ای که بلو-ری در آن پخش می شود، رمزگذاری شده و فقط در ناحیه مشخص شده قابل اجرا هستند. هدف این اقدام، رعایت حقوق شرکت های فیلم سازی برای قیمت گذاری و نوع محتواست. بعضی از دیسکها نیز بدون کد تولید می شوند و در همه جا قابل اجرا خواهند بود. در سال 2008 دو سوم بلو-ری های تولید شده بدون محدودیت منطقه ای بودند. بلو-ری های اولیه، قابلیت پخش دی وی دی را داشتند اما سی دی بر روی آنها اجرا نمی شد. بعدها تمام گرداننده های دیسک بلو-ری قابلیت پخش دی وی دی و یا سی دی را پیدا کردند. با اینکه ویژگی های بلو-ری مشخص و نهایی شده اند، اما مهندسین همچنان در حال توسعه آن هستند. بلو-ری چهار لایه و 100 گیگابایت فضا، شش لایه و 200 گیگا بایت فضا، دیسک هایی هستند که کار بر روی آنها شروع شده و در حال تحقیقات و پیشرفت است. توسعه لایه ها حتی تا 10 لایه اما با 250 گیگ نیز مطرح شده، اما مشکل تولید آن، پایین بودن تکنولوژی دیسک خوان های امروزی عنوان شده.
لیزر
نگاه اجمالی
تاریخچه
نحوه ایجاد پرتو لیزر
تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی
نمونه‌هایی از لیزرهای متداول
طبقه بندی لیزر در حالت کلی
هولوگرام
و...
ادامه مطلب ...لیزر
نگاه اجمالی
لیزر کشفی علمی میباشد که به عنوان یک تکنولوژی در زندگی مدرن جا افتاده است. لیزرها به مقدار زیاد در تولیدات صنعتی ، ارتباطات ، نقشه برداری و چاپمورد استفاده قرار می‌‌گیرند. همچنین لیزر در پژوهشهای علمی و برای محدوده وسیعی از دستگاههای علمی ، موارد مصرف پیدا کرده است. برتری لیزر در این است که از منبعی برای نور و تابشهای کنترل شده ، تکفام و پرتوان تولید می‌کند. تابش لیزر ، با پهنای نوار طیفی باریک و توان تمرکزیابی شدید ، چندین برابر درخشانتر از نور خورشید است.تاریخچه
انیشتین در 1917 میلادی نظریه گسیل القایی را بیان داشت و روابط مشهور جذب و نشر را به جهان عرضه نمود. بر پایه این تئوری چهل سال بعد ، تاونز و همکاران او ، نخستین تقویت کننده گسیل القایی را با بکار گیری آمونیاک مورد آزمایش قرار داده و سیستمی به اسم میزر پدید آوردند که در فرکانس2.3X1011Hz کار می‌کرد.نخستین لیزر در 1960 بوسیله میلمن ، با استفاده از یاقوت قرمز (ترکیبی از اکسید آلومینیوم خالص به همراه 5 درصد اکسید کروم III ساخته شد و اولین لیزر گازی He - Ne توسط دکتر علی جوان در آزمایشگاه شرکت Bell در آمریکا ساخته شد. در سال 1986 کشف شد که منبع لیزر می‌تواند نور همدوس تابش کند، به گونه‌ای که دامنه و فاز آن در تمامی نقاط فضا ، قابل سنجش و تعیین باشد. یکی دیگر از خواص لیزر ، همگرایی بالای آن است. به دلیل این ویژگی ، تمامی انرژی پرتو لیزر تقریبا در یک فرکانس متمرکز میشود. لذا تکفامی و بالا بودن شدت آن ایده‌آل است.
نحوه ایجاد پرتو لیزر
اولین شرط ایجاد لیزر ، داشتن ماده یا محیطی است که بتواند انرژی را در خود ذخیره کند. نمونه‌هایی از این مواد عبارتند از: بلورهایی مثل یاقوت ، ایتریوم ،آلومینیوم گارنت ، (
) یا گازهایی مثل CO2 و He - Ne و ... و مایعاتی مانند رنگهای رودآمین – 6G میباشد. انیشتین در سال 1916 نشان داد که گسیل القایی نور را می‌توان از یک اتم برانگیخته بدست آورد.چنانچه اتم و یا مولکول در تراز بالاتر E2 واقع شود و فوتونی با فرکانس v با اتم برانگیخته وارد برهمکنش شود. بطوری که
hv = E2 _ E1 باشد، در این صورت احتمال معینی وجود خواهد داشت که اتم به تراز پایینتر بیافتد. در نتیجه ، دو فوتون حاصل میشود، فوتون القا کننده و القا شونده ، که هر دو همفاز هستند.در عین حال ، اگر اتمهایی به تعداد N2 در تراز E1 باشند، می‌توانند با جذب فوتونهای فوق ، برانگیخته شده و به تراز انرژی E2برسند.
چنانچه هدف به دست آوردن تابش همدوس باشد، باید سعی شود که N2 >> N2 گردد، به عبارت دیگر ، تجمع معکوس رخ دهد. فرآیندی که طی آن تجمع معکوس صورت می‌‌گیرد، دمش می‌نامند. وقتی یک سیستم دو ترازی با محیط اطراف خود در حال تعادل گرمایی باشد، جمعیت تراز انرژی بالاتر Nj کمتر از جمعیت تراز Ni خواهد بود. با استفاده از فرآیند اشباع شدن می‌توان Ni را با Nj مساوی گردانید. بطوری که مقدار جذب به صفر تنزل یابد.
چنانچه بتوان مقدار Nj را بیشتر از Ni نمود، اکثر اتمهای سیستم که به حالت برانگیخته می‌‌روند، تمایل خواهند داشت که به حالت انرژی کمتر برگردند. بدیهی است که این تمایل به وسیله کوانتای تابش فرودی تشدید می‌گردد. بدین معنی که سیستم نه تنها فوتون فرودی را جذب نمی‌کند بلکه فوتون فرودی باعث برانگیختگی سیستم برانگیخته شده که با سقوط به حالت پایینتر دو کوانتا انرژی تابشی از دست میدهد (فوتون مربوط به اتم برانگیخته به همراه فوتون فرودی). تمام این فرآیندها تابش لیزر را بوجود می‌آورند.
قرار دادن محیط تولید لیزر در یک مشدد نوری با انتهای آینه‌ای که تابش را در محیط تولید لیزر به جلو و عقب می‌فرستد، سبب تراکم تابش سطوح بالا در تشدید کننده بوسیله ادامه گسیل القایی میشود. سپس تابش لیزر از طریق آینه‌ای نیمه شفاف ، از یک انتهای کاواک به بیرون گسیل میشود.
 |
وقتی که نور در دستگاه لیزر توسط کوانتومها تولید شد، با رفت و برگشت بین آینه‌ها متمرکزتر میشود. |
تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی
پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از: شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی و همدوسی. لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش (UV) و مادون قرمز (IR) ، جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی ، همدوسی و شدت زیاد است.اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری ، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به خودی خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد.
نمونه‌هایی از لیزرهای متداول
- لیزرهای متدوال مادون قرمز (IR (2 _ 10μm: لیزر مونو اکسید کربن (CO) ، لیزر دی اکسید کربن (CO2) و بلورهای هالیدهای قلیایی و ابزار دیودی. لیزر نئودنیوم یق () تابشی در طول موج 1.06 میکرومتر تولید کرده و لیزرهای الکساندریت یا دیودهای مخابراتی قابل تنظیم در IR نزدیک هستند. (طول موج از 2000nm تا 700nm)
- لیزرهای محدوده نامرئی (400 _ 700nm): لیزرهای آرگون _ کریپتون و لیزر هلیوم _ نئون، لیزرهای رنگی و لیزر تیتانیوم_یاقوت کبود.
- لیزرهای محدوده ماورای بنفش (200 _ 400nm): لیزرهای اگزایمر (لیزر هالید گاز نادر) ، نیتروژن ، لیزر رنگی با فرکانس دو برابر شده ، لیزرهای با فرکانس چندین برابر شده.
طبقه بندی لیزر در حالت کلی
هولوگرام
هولوگرام یک تصویر سه بعدی است که با استفاده از لیزر ایجاد می شود . نور دستگاه لیزر به دو پرتو می شکند . یکی از پرتوها با انعکاس از روی یک آینه از روی شی به صفحه عکاسی می تابد . پرتو دیگر به وسیله آینه دیگری بدون برخورد به شی به صفحه عکاسی فرستاده می شود . صفحه عکاسی در جایی قرار داده می شود که دو پرتو تلاقی می کنند . سپس صفحه عکاسی ظاهر می شود و ، در صورتی که به طریق صحیح به آن نور تابانده شود ، هولوگرام را پدیدار می کند.چگونگی ایجاد این دو دسته تا حدود زیادی بستگی به ساختار درونی محیط تولید لیزر ، مکانیزم ایجاد لیزر و پارامترهای دیگر دارد که بررسی آنها خارج از این مقوله است. از لحاظ کاربردی ، لیزرهای پالسی با مدت پالس 12-10 ثانیه در دسترس هستند. چنین لیزرهایی در جهت پژوهش در فرایندهایی که در گازها ومایعات ، با سرعتهای بسیار بسیار سریع رخ میدهد، بکار برده می‌شوند.
 |
با استفاده از لیزر ، می‌توان تصویری ایجاد کرد که هرگاه به طریق صحیح به آن نور تابانده شود، سه بعدی به نظر می‌رسد. |