КОМПОНЕНТЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ.

Лазеры В настоящее время в оптических системах хранения и обработки информации в основном используют лазеры трех типов: газовые твердотельные и полупроводниковые. Наиболее совершенными среди них являются атомарные лазеры, например гелий-неоновые лазеры, работающие в режиме непрерывной генерации. Выходная мощность серийных гелий-неоновых лазеров, генерирующих красный свет с длиной волны 0,6328 мкм и имеющих приемлемые габариты, составляет 10 — 100 мВт. Достоинствами таких лазеров являются стабильность излучения и большой срок службы. Большую выходную мощность излучения могут обеспечить ионные лазеры, среди которых выделяются аргоновые благодаря удачному сочетанию параметров излучения. Выходная мощность таких лазеров составляет 1 — 10 Вт при длине волны излучения 0,488 и 0,5145 мкм. Однако аргоновые лазеры имеют относительно высокую стоимость и низкую эффективность преобразования электрической мощности в оптическую. Твердотельные лазеры наиболее приспособлены для работы в импульсном режиме. Широкое применение среди таких лазеров находят рубиновые, излучающие красный свет с длиной волны 0,6943 мкм, и лазеры на алюминиево-иттриевом гранате, активированном неодимом, которые дают излучение в инфракрасной области спектра с длиной волны 1,06 мкм. Рубиновые импульсные лазеры в режиме свободной генерации излучают импульсы с энергией порядка 1 — 10Дж и длительностью, измеряемой долями миллисекунды. С помощью модулятора добротности длительность импульса может быть сокращена до десятков наносекунд. Имеются, например, одночастотные рубиновые лазеры, генерирующие импульсы длительностью 10 — 100 нс с энергией, достигающей нескольких джоулей. Выходная мощность излучения при этом составляет сотни мегаватт в импульсе. К недостаткам рубиновых лазеров следует отнести. нестабильность излучения, малую частоту повторения импульсов (несколько импульсов в минуту), а также малый срок службы. Перспективными твердотельными лазерами являются лазеры на алюминиево-иттриевом гранате (АИГ-лазеры), которые могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Для работы в непрерывном режиме генерации требуется охлаждение. Выходная мощность излучения АИГ-лазера в импульсе достигает 1 ГВт при длительности импульса порядка 10 нс и энергии 10 Дж. Частота повторения импульсов у этого лазера несколько выше, чем у рубинового, и составляет примерно 1имп/с. При работе в режиме непрерывной генерации выходная мощность АИГ-лазера достигает 50 Вт для основной поперечной моды и 500 Вт для многомодового излучения. АИГ-лазеру присущи те же недостатки, которые были отмечены для рубинового. Заметим, мощное инфракрасное излучение АИГ-лазеров может быть преобразовано с помощью удвоителя частоты в зеленый свет с длиной волны 1,53 мкм. Полупроводниковые лазеры являются во многих отношениях наиболее перспективными. Они малогабаритны, обладают высокой эффективностью и низкой стоимостью, а также просты и удобны в обращении. Наиболее важным обстоятельством является возможность получения матрицы полупроводниковых лазеров методами интегральной технологии. Типичным представителем полупроводниковых лазеров является инжекционный лазер на арсениде галлия (GaAs), который генерирует излучение с длиной волны, лежащей в интервале от 0.82 до 0,9 мкм, в зависимости от температуры охлаждения и может работать как в импульсном, так и непрерывном режиме.. В настоящее время уже изготавливаются линейки и небольшие матрицы из таких лазеров с достаточно однородными характеристика по излучению. Наряду с указанными выше достоинствами, полупроводниковые лазеры имеют ряд серьезных недостатков, которые препятствуют широкому применению этих лазеров в устройствах памяти. Недостатками являются низкая пространная когерентность, относительно широкий спектр излучения и значительная угловая расходимость излучения. Однако полупроводниковые лазеры в настоящее время совершенствуются, так что отмеченные недостатки могут быть устранены в ближайшее время.