Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Карих Е.Д. -> "Оптоэлектроника" -> 2

Оптоэлектроника - Карих Е.Д.

Карих Е.Д. Оптоэлектроника — Мн.: БГУ, 2002. — 107 c.
Скачать (прямая ссылка): optoelektronika2002.pdf
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 41 >> Следующая

Лекция 16. Оптическая память и системы визуального
отображения информации......................................97
Оптическая память (97). Принцип голографической записи информации (97). Психофизические характеристики зрения (100).
Лекция 17. Оптическая обработка информации.......................... 102
Процессор на основе оптически управляемого транспаранта: операции над картинами (102). Элементы теории преобразования оптических сигналов (103). Когерентный оптический процессор: принцип распознавания образов (105).
Литература.......................................................... 107
4
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
67
73
Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В ОПТОЭЛЕКТРОНИКУ
Предмет курса. Оптоэлектроника - это научная дисциплина, изучающая физические принципы управления оптическими и электронными процессами в различных материальных средах с целью передачи, приема, обработки, хранения и отображения информации,.
Для оптоэлектроники характерен синтез идей многих естественнонаучных дисциплин (физики твердого тела, полупроводниковой и квантовой электроники, оптики и др.). Тем не менее она представляет собой цельную науку, имеющую собственное направление исследований и использующую для решения указанных задач ряд фундаментальных физических явлений. Основное направление современной оптоэлектроники -управление информационными процессами в микро- и наноструктурах, т. е. стремление к интеграции источников, приемников и элементов управления излучением в едином кристалле или гибридной структуре.
Основополагающим принципом оптоэлектроники является использование в качестве материального носителя информации наряду с электроном электрически нейтрального фотона. Однако в отличие от обычной электроники и оптики в оптоэлектронике возможна смена носителя информации в процессе обработки сигнала. Определим оптоэлектронное преобразование как физический процесс, в результате которого информационный сигнал, переносимый ансамблем фотонов Slph (электронов Sle), преобразуется в информационный сигнал, переносимый ансамблем электронов SeO (фотонов S^h). Если первичный сигнал оптический, то происходит фотон-электронное преобразование, если же первичный сигнал электрический, то имеет место электрон-фотонное преобразование. Операцию оптоэлектронного преобразования можно выразить следующей формулой:
Foe (Sph )= Se. (1.1)
Обратное преобразование - это физический процесс, приводящий к смене носителей первичного и вторичного сигналов:
Feo S) = SOph. (1.2)
Эффективности прямого и обратного проеобразований, как правило, различаются, формально это можно записать в виде неравенства
Feo * Foe . (1.3)
Электрон и фотон как материальные носители информации. В
качестве материальных объектов информационных процессов в оптоэлектронике выступают электроны, свободные или входящие в состав атомов, молекул или твердых тел, а также фотоны, взаимодействующие
5
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
с соответствующей средой. Взаимодействие между фотонами, атомами и электронами происходит путем поглощения одних и испускания других фотонов. Электрон-фотонное преобразование основано на испускании квантов света атомными системами при переходе их из возбужденных состояний в состояния с более низкой энергией. В основе фотон-электронного преобразования лежит явление фотоэффекта, при котором электрон переходит из связанного состояния в свободное (в вакуум при внешнем и в зону проводимости при внутреннем фотоэффекте).
Строгое рассмотрение этих процессов требует привлечения методов квантовой механики и квантовой электродинамики, так как и состояние светового поля и состояние среды квантуются. Однако во многих случаях используется так называемое полуклассическое приближение, при котором среда рассматривается как квантовая система, в то время как электромагнитное излучение представляется классически, т. е. в рамках волновой теории. Классическое описание светового поля полностью адекватно в том случае, когда в процессе преобразования не происходит смены материального носителя информации. К таким процессам относятся операции над световыми пучками, когда входной и выходной сигналы - оптические.
Движение электрона определяется векторами напряженностей действующих на него внешних электрического и магнитного полей. Фотон же, не обладая электрическим зарядом, движется в свободном пространстве с постоянной скоростью независимо от наличия таких полей. Электрон может находиться как в свободном, так и в связанном состояниях (входя в состав электронной оболочки атома). Состояние, аналогичное связанному состоянию электрона, у фотона не проявляется ни в каких известных физических явлениях.
Использование оптического излучения имеет преимущество перед электронными методами, поскольку позволяет существенно расширить возможности систем обработки и передачи информации.
Высокая частота оптических колебаний (~ 3-1014 Гц при длине световой волны 1 мкм) обеспечивает возможность одновременной передачи информации по значительно большему числу каналов, чем в диапазоне радиоволн (в 103-104 раз). Малая длина волны позволяет достигать более высокой плотности записи информации, т. к. минимальная площадь элементарной ячейки в оптических системах памяти имеет величину порядка А2.
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 41 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed