расширялись, в результате чего исчезли многие “колдовские” ухищрения
первых конструкций гелий-неоновых и других газовых лазеров. Исследования
таких лазеров, начатые Беннетом, продолжались до тех пор, пока не
был создан гелий-неоновый лазер, который можно установить на обычном
столе с полной уверенностью в том, что лазер будет функционировать так,
как это ожидалось при его создании. Аргоновый ионный лазер не
исследован столь же хорошо; однако большое число оригинальных работ
Гордона Бриджеса и сотр. позволяет предвидеть в разумных пределах
возможные параметры такого лазера.
На протяжении последнего года появился ряд интересных работ,
посвященных газовым лазерам, однако еще слишком рано определять их
относительную ценность. Ко всеобщему удивлению наиболее важным
достижением явилось открытие Пейтелом генерации вынужденного
излучения в СО2 на полосе 1,6 мк с высоким к.п.д. выходная мощность
в этих лазерах может быть доведена до сотен ватт, что обещает открыть
целую новую область лазерных применений.
Полупроводниковые лазеры.
Основным примером работы полупроводниковых лазеров является магнитно-
оптический накопитель(МО).
Принципы работы МО накопителя.
МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа
хранения информации. Записывание информации производится при помощи луча
лазера и магнитного поля, а считование при помощи одного только лазера.
В процессе записи на МО диск лазерный луч нагревает определенные
точки на диски, и под воздейстием температуры сопротивляемость
изменению полярности, для нагретой точки, резко падает, что позволяет
магнитному полю изменить полярность точки. После окончания нагрева
сопротивляемость снова увеличивается нополярность нагретой точки остается
в соответствии с магнитным полем примененным к ней в момент
нагрева. В имеющихся на сегодняшний день МО накопителях для записи
информации применяются два цикла, цикл стирания и цикл записи. В
процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность,
соответствующую двоичным нулям. Лазерный луч нагревает последовательно
весь стираемый участок и таким образом записывает на диск
последовательность нулей. В цикле записи полярность магнитного поля
меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В
этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые
должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями
без изменений.
В процессе чтения с МО диска используется эффект Керра,
заключающийся в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного
луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего
элемента. Отражающим элементом в данном случае является намагниченная
при записи точка на поверхности диска, соответствующая одному биту
хранимой информации. При считывании используется лазерный луч небольшой
интенсивности, не приводящий к нагреву считываемого участка, таким
образом при считывании хранимая информация не разрушается.
Такой способ в отличии от обычного применяемого в оптических дисках
не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без
дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед
традиционной магнитной записью в плане надежности. Так как
перемагничеваниие участков диска возможно только под действием
высокой температуры, то вероятность случайного перемагничевания очень
низкая, в отличии от традиционной магнитной записи, к потери которой
могут привести случайные магнитные поля.
Область применения.
Область применения МО дисков определяется его высокими
характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим
для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как
САПР, обработка изображений звука. Однако небольшая скорость доступа
к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с
критичной реактивностью систем. Поэтому применение МО дисков в таких
задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. Для
МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование
жестких дисков или баз данных. В отличии от традиционно применяемых для
этих целей стримеров, при хранение резервной информации на МО дисках,
существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это
объясняется тем, что МО диски являются устройствами с
произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те
данные в которых обнаружился сбой. Кроме этого при таком способе
восстановления нет необходимости полностью останавливать систему до
полного восстановления данных. Эти достоинства в сочетании с высокой
надежностью хранения информации делают применение МО дисков при резервном
копировании выгодным, хотя и более дорогим по сравнению со стримерами.
Применение МО дисков, также целесообразно при работе с
приватной информацией больших объемов. Легкая сменяемость дисков позволяет
использовать их только во время работы, не заботясь об охране компьютера в
нерабочее время, данные могут хранится в отдельном, охраняемом месте.
Это же свойство делает МО диски незаменимыми в ситуации когда
необходимо перевозить большие объемы с места на место, например с работы
домой и обратно.
Перспективы развития.
Основные перспективы развития МО дисков связанны прежде всего с
увеличением скорости записи данных. Медленная скорость определяется
в первую очередь двухпроходным алгоритмом записи. В этом алгоритме нули
и единицы пишутся за разные проходы, из-за того, что магнитное поле,
задающие направление поляризации конкретных точек на диске, не может
изменять свое направление достаточно быстро.
Наиболее реальная альтернатива двухпроходной записи - это
технология, основанная на изменение фазового состояния. Такая система
уже реализована некоторыми фирмами производителями. Существуют еще
несколько разработок в этом направлении, связанные с полимерными
красителями и модуляциями магнитного поля и мощности излучения
лазера.
Технология основанная на изменении фазового состояния, основана
на способности вещества переходить из кристаллического состояния в
аморфное. Достаточно осветить некоторую точку на поверхности диска
лучом лазера определенной мощности, как вещество в этой точке
перейдет в аморфное состояние. При этом изменяется отражающая
способность диска в этой точке. Запись информации происходит
значительно быстрее, но при этом процессе деформируется поверхность
диска, что ограничивает число циклов перезаписи.
Технология основанная на полимерных красителях, также
допускает повторную запись. При этой технологии поверхность диска
покрывается двумя слоями полимеров, каждый из которых
чувствителен к свету определенной частоты. Для записи используется частота,
игнорируемая верхним слоем, но вызывающая реакцию в нижнем. В точке
падения луча нижний слой разбухает и образует выпуклость, влияющую на
отражающие свойства поверхности диска. Для стирания используется
другая частота, на которую реагирует только верхний слой полимера, при
реакции выпуклость сглаживается. Этот метод как и предыдущий имеет
ограниченное число циклов записи, так как при записи происходит
деформация поверхности.
В настоящие время уже разрабатывается технология позволяющая менять
полярность магнитного поля на противоположную всего за несколько
наносекунд. Это позволит изменять магнитное поле синхронно с
поступлением данных на запись. Существует также технология построенная
на модуляции излучения лазера. В этой технологии дисковод работает в
трех режимах - режим чтения с низкой интенсивностью, режим записи со
средней интенсивностью и режим записи с высокой интенсивностью. Модуляция
интенсивности лазерного луча требует более сложной структуры диска,
и дополнения механизма дисковода инициализирующим магнитом,
установленным перед магнитом смещения и имеющим противоположную
полярность. В самом простом случае диск имеет два рабочих слоя -
инициализирующий и записывающий. Инициализирующий слой сделан из
такого материала, что инициализирующий магнит может изменять его
полярность без дополнительного воздействия лазера. В процессе записи
инициализирующий слой записывается нулями, а при воздействии лазерного
луча средней интенсивности записывающий слой намагничивается
инициализирующим, при воздействии луча высокой интенсивности,
записывающий слой намагничивается в соответствии с полярностью магнита
смещения. Таким образом запись данных может происходить за один проход,
при переключении мощности лазера.
Безусловно МО диски перспективные и бурно развивающиеся устройства,
которые могут решать назревающие проблемы с большими объемами информации.
Но их дальнейшее развитие зависит не только от технологии записи на них,
но и от прогресса в более эффективный способ хранения информации, МО диски
возможно займут доминирующие роли.
Список использованной литературы:
1.Энциклопедический словарь юного физика (гл. редактор Мигдал А.Б.)
Москва “Педагогика” 1991г.
2.Н.М.Шахмаев,С.Н.Шахмаев,Д.Ш.Шодиев “Физика 11”
Москва “Просвещение” 1993г.
3.О.Ф.Кабардин “Физика” Москва “Просвещение” 1988г.
4.”Газовые лазеры” (под ред. Н. Н. Соболева) Москва “Мир” 1968г.
5.Журнал “PC Magazine” ( Russion Edition ) N2 1991г.
