Rapporto speciale: Modelli ottici

Riconoscimento di forme ottico con i microlasers

Il riconoscimento di forme ottico ha esistito per circa 45 anni. L'alimentazione di calcolo di ottica effettuare la 2-D trasformata di fourier, avvolgimento e correlazione (bidimensionali) alla velocità di luce è certamente unica sopra altre tecnologie. Molte architetture differenti del sistema sono state dimostrate per utilizzare i meriti di ottica. Tuttavia, lo sviluppo di riconoscimento di forme ottico è stato piuttosto lento e le relative prestazioni sono state sfidate spesso dalle relative controparti, elaboratori digitali. Ciò era pricipalmente dovuto la mancanza di dispositivi adatti dell'ingreso/uscita quali SLMs (modulatori chiari spaziali) ed i rivelatori disponibili nel mercato. La maggior parte dei dispositivi dell'ingreso/uscita sono stati sviluppati per altre applicazioni del consumatore e le loro velocità sono state limitate solitamente ai video tassi convenzionali (30 strutture al secondo). Con gli avanzamenti veloci in elaboratori digitali che possono effettuare trasformazione del Fourier di vicino-video-tasso la 2-D, gli più alti dispositivi di velocità sono necessari disperatamente nell'elaborazione dell'informazione ottica. Le nuove possibilità del dispositivo esistono nel riconoscimento di forme e nell'elaborazione dell'informazione ottici. Gli avanzamenti recenti nella tecnologia optoelettronica del dispositivo includono la superficie che emette gli allineamenti del microlaser, tra altri, che abbiano un potenziale grande per riconoscimenti ottici ultraelevato di riconoscimento di forme di velocità (più di due ordini di grandezza di tasso video velocemente) e dell'intestazione dell'atmosfera dovuto la loro possibilità di calcolo parallela. Lo stato attuale della tecnologia del microlaser brevemente sarà rivisto e le applicazioni possibili di nuovi dispositivi per riconoscimento di forme e l'elaborazione dell'informazione ottici saranno descritte. Gli avanzamenti in queste tecnologie contribuirebbero al dispositivo l'infrastruttura di fondo stata necessaria per i servizi avanzati di comunicazioni, come quelle abbozzate dall'iniziativa o “dall'autostrada telematica„ nazionale delle informazioni.

12.1 Introduzione: microlasers, superficie che emette gli allineamenti del diodo del laser, o superficie della verticale-cavità che emette i laser

12.1.1 Che cosa è un laser d'emissione di superficie? 12.1 confronta il diodo d'emissione di superficie del laser (SEL) [12.1 (a)] con il bordo convenzionale che emette il laser del diodo del semiconduttore in un giocatore del compatto-disco [12.1 (b)]. In un bordo convenzionale che emette il diodo del laser, il fascio laser emerge parallelo allo strato attivo. Di conseguenza (una 2-D) disposizione bidimensionale dei laser è difficile. In opposizione, la luce da un diodo di SEL emerge perpendicolare allo strato attivo, permettendo una 2-D pila di molti laser su un substrato planare della cialda. Iga ed i suoi colleghe in primo luogo hanno proposto e dimostrato la fattibilità di tali diodi di SEL verso la fine degli anni 70 [1.2].

12.1. (a) Microlaser d'emissione di superficie della cavità verticale, bordo (b) che emette il laser del diodo. (Ristampato dal rif. [4] da Jewell ed altri.)

12.1.2. Che cosa è un microlaser? I SEL originali hanno avuti un volume attivo relativamente grande (in genere 10 mm3), richiedente una grande corrente di azionamento. Nel maggio 1989, una superficie miniaturizzata che emette il microlaser con un volume attivo molto piccolo (in genere 0.05 mm3) che quello di SEL precedenti è stata sviluppata [3-7]. Può essere visto in 12.2, una piccola struttura del hairlike con un diametro di soltanto 1.5 millimetri è un laser indipendente. La struttura del hairlike consiste di uno strato attivo circondato da un accoppiamento degli specchi di alto-riflettività da entrambi i lati. La cavità del laser è formata lungo il normale di senso alla superficie della cialda e la luce di laser è emessa nella parte superiore o nel senso inferiore. Di conseguenza tali laser spesso sono denominati la cavità verticale laser d'emissione di superficie (VCSEL) per differenziarli dall'altra superficie che emette i laser che hanno la cavità lungo la superficie della cialda. Il di piccola dimensione dello strato attivo del dispositivo, che consiste di molto sottile (circa) pozzo di quantum 100 A0 fa uno strato di, richiede una corrente di azionamento molto bassa accendere il laser. Per compensare il guadagno basso con la regione attiva sottile, i risonatori ad entrambe le conclusioni del mezzo attivo dovrebbero avere riflettività estremamente alta per minimizzare le perdite, in genere 99.9% o un finesse di 3000. Questo specchio di alto-riflettività e la relegazione efficiente di entrambi gli elettroni e fotoni all'interno di una guida di onde definiscono le due difficoltà più gravi in microlasers fabbricanti. Denominiamo un tal allineamento dei microlasers un allineamento d'emissione di superficie del diodo del laser (SELDA), o microlasers, oltre che il termine più conunemente usato, VCSEL.

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Modelli ottici

 

 

 

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