Informe especial: Patrones ópticos

Reconocimiento de patrón óptico con microlasers

El reconocimiento de patrón óptico ha existido por aproximadamente 45 años. La energía de cómputo de la óptica de realizar 2.o Fourier (de dos dimensiones) transforma, circunvolución y la correlación a la velocidad de la luz es ciertamente única sobre otras tecnologías. Muchas diversas arquitecturas del sistema se han demostrado para utilizar los méritos de la óptica. Sin embargo, la evolución del reconocimiento de patrón óptico ha sido algo lenta y su funcionamiento ha sido desafiado a menudo por sus contrapartes, calculadoras numéricas. Esto era principalmente debido a la carencia de los dispositivos convenientes de la entrada-salida tales como SLMs (moduladores ligeros espaciales) y detectores disponibles en el mercado. La mayor parte de los dispositivos de la entrada-salida fueron desarrollados para otros usos del consumidor y sus velocidades fueron limitadas generalmente a las tarifas video convencionales (30 marcos por segundo). Con los avances rápidos en las calculadoras numéricas que pueden realizar la 2.a transformación de Fourier de la cercano-vídeo-tarifa, dispositivos más altos de la velocidad se necesitan desesperadamente en la tratamiento de la información óptica. Las nuevas posibilidades del dispositivo existen en el reconocimiento de patrón y la tratamiento de la información ópticos. Los avances recientes en tecnología optoelectrónica del dispositivo incluyen la superficie que emite órdenes del microlaser, entre otros, que tienen un gran potencial para reconocimientos ópticos ultraalto del reconocimiento de patrón de la velocidad (más de dos órdenes de la magnitud de la tarifa que video más rápidamente) y del jefe de la atmósfera debido a su capacidad que computa paralela. El estado actual de la tecnología del microlaser será repasado brevemente y los usos posibles de los nuevos dispositivos para el reconocimiento de patrón y la tratamiento de la información ópticos serán descritos. Los avances en estas tecnologías contribuirían al dispositivo la infraestructura subyacente necesitada para los servicios avanzados de las comunicaciones, tales como ésos bosquejados por la autopista nacional de la iniciativa de la información o “de información”.

12.1 Introducción: microlasers, superficie que emite órdenes del diodo del laser, o superficie de la vertical-cavidad que emite los lasers

12.1.1 ¿Cuál es un laser que emite superficial? El higo 12.1 compara el diodo superficial del laser que emite (SEL) [higo 12.1 (a)] con el borde convencional emitiendo el laser del diodo del semiconductor en un jugador del compacto-disco [higo 12.1 (b)]. En un borde convencional que emite el diodo del laser, el rayo laser emerge paralelo a la capa activa. Por lo tanto (un 2.o) arreglo de dos dimensiones de lasers es difícil. En cambio, la luz de un diodo de SEL emerge perpendicular a la capa activa, permitiendo un 2.o apilado de muchos lasers en un substrato planar de la oblea. Iga y sus compañeros de trabajo primero propusieron y demostraron la viabilidad de tales diodos de SEL en los últimos años 70 [1.2].

Higo 12.1. (a) Microlaser que emite superficial de la cavidad vertical, (b) borde que emite el laser del diodo. (Reimpreso de la referencia. [4] por Jewell y otros.)

12.1.2. ¿Cuál es un microlaser? Los SEL originales tenían un volumen activo relativamente grande (típicamente 10 mm3), requiriendo una corriente que conducía grande. En mayo de 1989, una superficie miniaturizada que emitía el microlaser con un volumen activo muy pequeño (típicamente 0.05 mm3) que el de SEL anteriores fue desarrollada [3-7]. Como puede ser visto en el higo 12.2, una estructura pequeña del hairlike con un diámetro de solamente 1.5 milímetros es un laser de la independiente. La estructura del hairlike consiste en una capa activa rodeada por un par de espejos de la alto-reflectividad en ambos lados. La cavidad del laser se forma a lo largo de la dirección normal a la superficie de la oblea y la luz laser se emite en la tapa o la dirección inferior. Por lo tanto tales lasers a menudo se llaman la cavidad vertical los lasers que emiten superficiales (VCSEL) para distinguirlas de la otra superficie que emite los lasers que tienen la cavidad a lo largo de la superficie de la oblea. El tamaño pequeño de la capa activa del dispositivo, que consiste en muy fino (aproximadamente) pozo del quántum 100 A0 acoda, requiere una corriente que conduce muy baja girar el laser. Para compensar el aumento bajo con la región activa fina, los resonadores en ambos finales del medio activo deben tener reflectividad extremadamente alta para reducir al mínimo pérdidas, típicamente 99.9% o una delicadeza de 3000. Este espejo de la alto-reflectividad y el confinamiento eficiente de ambos electrones y fotones dentro de una guía de onda definen las dos dificultades principales en microlasers que fabrican. Llamamos tal arsenal de microlasers un arsenal superficial del diodo del laser que emite (SELDA), o los microlasers, además del término más comunmente usado, VCSEL.

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Patrones ópticos

 

 

 

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