Ⅰ 光全息存儲原理
原理是:利用物光和參考光干涉在感光膠片上記錄一幅干涉圖樣,呈錯綜復雜、透明度不同的花紋,稱為全息(即全息照片),相當於把膠片製成一不規則的光柵,然後利用全息圖對適當照明光的衍射,把原三維影像提取出來。後一過程稱為重現。全息圖是一個天然的信息存儲器,可把"凍結"了的景物重新"復活"在人們眼前。由於這一獨特性能全息圖有極其廣泛的應用。如用於研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢驗等。現在不僅有激光全息,而且研究成功白光全息、彩虹全息,以及全景彩虹全息,使人們能看到景物的各個側面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影的方向發展。
除用光波產生全息圖外,已發展到可用計算機產生全息圖。全息圖用途很廣,可作成各種薄膜型光學元件,如各種透鏡、光柵、濾波器等,可在空間重疊,十分緊湊、輕巧,適合於宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料,具有容量大、易提取、抗污損等優點。
Ⅱ 激光有哪些特點,具有哪些重要應用
激光的特點
1、定向發光
普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置,如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡,使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。
1962年,人類第一次使用激光照射月球,地球離月球的距離約38萬公里,但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照燈光柱射向月球,按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。
2、亮度極高
在激光發明前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高,所以能夠照亮遠距離的物體。
紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位),顏色鮮紅,激光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球,產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯,人眼根本無法察覺。
激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出,能量密度自然極高。
3、顏色極純
光的顏色由光的波長(或頻率)決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間,對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色,所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源,它發射的光波波長單一。
比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源,只發射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一,但仍有一定的分布范圍。
如氪燈只發射紅光,單色性很好,被譽為單色性之冠,波長分布的范圍仍有0.00001納米,因此氪燈發出的紅光,若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見,光輻射的波長分布區間越窄,單色性越好。
激光加工主要涉及:激光焊接、激光切割、激光打標、激光雕刻等.現在一般的激光加工都採用了多項先進技術,多功能集成度高、實用性強、自動化程度高、操作簡單、結果直觀,而且加工過程中可實現動態同步跟蹤顯示,具有程序錯誤自動診斷、限位保護等功能。
(2)激光全息存儲技術的應用擴展閱讀
在工業上,通常將激光分成連續波(CW)、准連續(QCW)、短脈沖(Q-Switched)、超短脈沖(Mode-Locked)四類。連續波以多模連續光纖激光器為代表,占據了當前工業市場的大部分份額,廣泛應用於切割、焊接、熔覆等領域,具有光電轉換率高、加工速度快等特點。
准連續波又稱長脈沖,可產生ms~μs量級的脈沖,占空比為10%,這使得脈沖光具有比連續光高十倍以上的峰值功率,對於鑽孔、熱處理等應用來說非常有利。
短脈沖指的是ns量級的脈沖,廣泛的應用於激游標刻、鑽孔、醫療、激光測距、二次諧波的產生、軍事等領域。超短脈沖則是我們所說的超快激光,包括達到ps、fs量級的脈沖激光。
Ⅲ 全息存儲器的全息存儲器的工作原理
該技術利用了嗜鹽桿菌進化上的適應方法,當氧的濃度變得很低時,可以製成光敏膜蛋白質。
這種蛋白質就是人們所熟知的視紫紅質菌(噬菌調理素),這是一種類似於視紫紅質的紫色顏料,出現於鹽桿菌屬的細菌膜,它把陽光直接轉變成化學能。當蛋白質吸收光線以後,經過一系列的化學狀態,釋放出一個質子,最終自身結構重新排列。
當蛋白質處於周期中的某些狀態時,可以吸收光線形成全息圖。在天然環境中,這些狀態只能短暫地維持:整個周期只需要10——20毫秒。但是之前的研究顯示,在其化學周期快結束時,用紅色光照射蛋白質能迫使它變成一種可用的狀態——這就是「Q 態」,能夠持續數年。
問題是很難在自然生成的蛋白質上產生Q態。化學系的分子生物學家羅伯特領導的團隊採用基因方式處理嗜鹽桿菌,使之能產生一種蛋白質,這種蛋白質進入Q態較為容易。
做為全息系統的一部分,這種蛋白質懸浮在一種高分子凝膠中。綠色激光束分成兩部分,其中一束對數據進行編碼。激光束調制凝膠,用干涉圖樣印記在蛋白質上來存儲數據。讀取數據時,系統發出一個單一的、低功率的紅色激光束回溯干涉圖樣。藍色激光用來擦除數據。
Ⅳ 全息存儲器的全息存儲技術
隨著技術的進步,人們對信息的需求越來越多,對大量信息的存儲要求越來越高,「下一代DVD」的標准之爭越演越烈。全息存儲技術將會讓幾十GB容量的「下一代DVD光碟」相形見絀,將全息技術運用在存儲上面,能在一個方糖塊的體積大小上保存1000GB(ITB)的信息容量,這些一切離我們已經很近,全息存儲時代的大幕將在2006年拉開:
什麼是全息攝影技術(holography):全息即「全部信息」的意思。它與一般的攝影機攝影不同。它是用一條激光束將一個物體照亮,使其反射到那個底板上去,再用另人睛條光束,經過平面鏡,也反射到那個底板上去,兩者在底板上形成一幅「干涉圖樣」。底板再受到第二條波長相同的激光束照射時,就會顯現出清晰的圖象。
容量更高、速度更快、可靠性更強,永遠是用戶對硬碟孜孜以求的目標。在美國《福布斯》雜志近期評選出的本年度科技流行趨勢中,全息存儲技術赫然位列其中。
全息存儲器嶄露頭角
目前現有得DVD單片容量為8.5GB,而下一代DVD存儲容量能夠達到50GB,被《福布斯》雜志評為未來10大「最酷」技術之一的全息存儲技術理論上可以達到1000GB以上的數據,目前的全息存儲產品已經達到了300GB的容量,是所謂的下一代DVD存儲容量的6倍。全息存儲技術的研發已經持續了40多年,一直沒有真正的實現,最近日本、美國的幾家公司相繼宣布,將在2006年推出可以商業化銷售的全息存儲產品。其中,美國的印菲斯技術公司,以傳統的「雙光束干涉法」為基礎研製出全息存儲器,其信號光束和參照光束分別來自不同的方向,照射在同一位置上。日本日立萬勝公司宣布,採用這種技術研製出了容量為300GB的全息存儲器,今年9月將推向市場。另外日本Optoware公司採用同線全息技術,其信號光束和參照光束來自相同的方向,他們研發出了容量為200GB的全息存儲器,將於今年年中投放市場。
Ⅳ 激光模壓全息技術給我們生活帶來了什麼
買東西時,常常可在商品的外包裝上看到一些彩色閃光的防偽商標。當你上下左右移動它,並從不同的角度注視時,上面的圖案或景物就會呈現各種不同的姿態。這些形象逼真、富有立體感的圖像令你贊嘆不已。這就是激光模壓全息技術的產物。
該圖案採用了全息照相技術。為了提高觀賞價值,還應用。光衍射現象,賦予圖片一種附加的彩虹色彩,即稱為「彩虹全息圖。」
我們所看到的全息圖片,主要是採用精湛的模壓印刷方法,加工僅需一張全息原版就能印製出成千上萬張復製品。由於激光模壓全息生產屬高新技術范疇,再加上製版工藝的特殊性,連製作者本人也難以造出兩張一模一樣的全息模壓原版,別人要仿製就更不可能了,因此各種名優產品商標、特殊票證(如信用卡、護照簽證、錢幣)等等都可用它來作防偽標識,其應用前景非常廣闊。