第十六章

神奇的信息載體

(1)激光通信的原理

同電波通信一樣,激光通信實際上是將激光束作為傳送信息的一種載體。以傳輸語音為例,從一方發出語音信號到另一方收到語音信號,中間經曆了三個階段,即發送過程、傳輸過程和接受過程。

在發送過程中,語音信號經過電信號發送器和編碼器轉化為載有語音信息的電信號,調製器根據編碼電信號的變化規律激光器發出的激光束調製,使光束隨語音的變化而變化,即光束載上了語音信號成為光信號,這樣光信號就可以在光纖中進行傳輸了。在這一過程中,語音轉化為電,電又轉化為光。接受過程恰好和發射的過程相反,光通過光電探測器(光接收器),如一種稱為PIN的光敏二極管變成電信號,電信號經過解碼器和電信號接收器再經過整形還原成語音信號。

在長距離的光纖通信中,為避免信號的衰弱,還需要在一定距離處增加光中繼器。

(2)激光通信的優點

激光通信技術將激光與電子很好地結合在一起,與以往的通信技術相比,具有四個明顯的特點:①通信容量大;②通信質量高;③保密性好;④原料足,價格低。

巴掌大的圖書館——光盤

(1)三代光盤產品

收發光盤作為一種新興的存儲手段,和磁帶相比,具有存儲密度高,存儲壽命長,非接觸式讀寫信息及信息的信噪比高等優點,從而促進光盤在自1966年提出的“光存儲”的概念以來的短短幾年時間內,相繼開發出隻讀存儲器(ROM)、一次性存入光盤(WORM或DRAM)和可擦重存光盤(EDAW)等三代商業產品。

(2)光盤信息的寫入和讀出

目前,光盤的基片一般是在玻璃或塑料圓盤上塗以鋁層,鋁層上再塗以塑料保護層。用激光實現高密度存儲的技術源於激光相幹性好的特點。

在對光盤寫入信息時,首先要把所要存儲的信息按某種方式編碼,然後用信息來調製激光,這種編碼過程和激光通信中發送信號過程很相似,用調製後的激光束來照射光盤記錄層,由於激光相幹性好,可將光束聚集到直徑小於1微米的焦斑上,在照射位置燒蝕出小坑,或產生其他改變介質植性的影響,而沒有激光照射的地方不發生這些變化,有變化和沒變化分別表示“1”和“0”兩個狀態,激光束在盤麵上掃描完畢,也就完成了寫入信息工作。

從光盤上讀出信息時也是用激光束。用一定波長的激光來照射光盤的工作麵(記錄信息的一麵),並接受反射的激光束,由於記錄有信息,工作麵各點的狀態也都不同,這樣所反射的光束狀態也不同,反射光就載有了信息。這種讀出方式與盤麵不發生機械摩擦,不會損傷光盤上記錄有信息的溝道,所以,隻要製造光盤的材料化學性能穩定,原則上說它的使用壽命是永久性的。在上述信息的寫入和讀出過程中所用的激光,一般都由半導體激光器提供。