Embedded Files
Лазерні системи запису та відтворення інформації (CD, DVD...)
Лазерна система запису – це технологія, яка використовує лазерний промінь для запису та зчитування інформації на різних носіях.
Лазерні системи запису та відтворення інформації є одними з найважливіших винаходів в історії розвитку інформаційних технологій. Вони дали можливість зберігати великі обсяги даних на компактних і довговічних носіях, таких як CD, DVD та Blu-ray. Починаючи з 1980-х років, оптичні диски стали популярними завдяки простоті використання, низькій вартості виробництва та можливості багаторазового використання.
На початку 2000-х років ці носії були основним способом зберігання та передачі інформації, проте з розвитком хмарних технологій та флешнакопичувачів їхня популярність почала знижуватися. Сьогодні лазерні носії все ще знаходять застосування, зокрема в архівуванні даних, зберіганні мультимедійних файлів та комп’ютерних ігор.
Лазерний запис використовується в технології оптичних дисків (CD, DVD, Blu-ray) для збереження даних. Лазер змінює фізичні або оптичні властивості поверхні диска, що дозволяє зчитувати інформацію.
Оптичний запис - це реєстрація даних гостросфокусованим променем лазера на світлочутливому носії. Результат впливу лазерного променя на носій, тобто вид сигналограми, може бути різним, в переважній більшості випадків сигналограма набуває вигляду послідовності деформованих і недеформованих ділянок доріжки на робочому шарі диска.
Лазер - основний інструмент оптичного запису, що генерує випромінювання. Він містить активну речовину й систему збудження та управління випромінюванням. Для генерації випромінювання активна речовина лазера має бути порушена. При порушенні в активній речовині відбувається рекомбінація носіїв електричних зарядів, що супроводжується виділенням енергії, яка виділяється у вигляді квантів світла - виникає вимушене випромінювання лазера. Воно має ряд особливостей в порівнянні з випромінюванням звичайних тіл напруження: випромінювання лазера когерентно, тобто певним чином впорядковано, лінійно поляризовано й поширюється в одному або переважно в одному напрямку, а не на всі боки, як, наприклад, випромінювання поверхні розпеченого металу.
Лазерні системи запису та відтворення інформації працюють за принципом взаємодії лазерного променю з поверхнею оптичного диска.
Запис інформації.
Лазер створює мікроскопічні заглиблення (піти) на поверхні диска, які чергуються з рівними ділянками (лендінгами). Ці піти та лендінги відповідають цифровим даним у вигляді 0 і 1.
Зчитування інформації.
Під час зчитування лазерний промінь проходить по доріжках диска, і відбитий сигнал аналізується. Різниця у відбитті між пітами та лендінгами дозволяє декодувати дані.
Технології кодування.
Дані захищені від помилок за допомогою спеціальних алгоритмів, таких як Reed-Solomon коди, що забезпечують високу точність читання навіть при наявності пошкоджень.
Структурна схема установки для аналогового запису інформації, що працює за принципом фотокопір: 1 - джерело світла; 2 - основа; 3 - фотоприймач; 4 - голівка, що зчитує; 5 – кліше.
Лазерні системи запису та відтворення інформації продовжують розвиватися, пропонуючи нові можливості для зберігання та обробки даних. З появою нових форматів, матеріалів та технологій, лазерні системи мають потенціал для подальшої еволюції та революціонізації цифрового світу.
Котлярова Софія, 6А
Стереолітографія (лазерний 3D-друк)
3D друк (об’ємний друк) – революційна технологія, яка змінила життя людства. Технологія 3D-друку стала невід’ємною частиною виробничих процесів, промисловості, медицини, архітектури, освіти.
Сьогодні існує безліч матеріалів для тривимірного друку, а також широкий вибір технологій друку на 3д-принтері. Однією з найвідоміших і затребуваних є лазерна стереолітографія.
Стереолітографія — технологія 3D-друку, яка використовується для виробництва моделей, прототипів, зразків і деталей продукції шар за шаром, шляхом затвердіння фоточутливого матеріалу (фотополімеру), який піддається дії УФ лазеру, або іншого подібного джерела енергії.
Абрамович Матвій, 7А
Лазерне 3D-сканування: технології майбутнього сьогодні
Лазерне 3D-сканування — це сучасна технологія, яка дозволяє створювати високоточні цифрові копії об'єктів, використовуючи лазерні промені. Ця технологія відкрила нові можливості для багатьох галузей, включаючи архітектуру, медицину, промисловий дизайн, а також охорону культурної спадщини.
У сучасному світі, де швидкість і точність виконання завдань стають ключовими вимогами, лазерне 3D-сканування відіграє важливу роль у забезпеченні ефективності робочих процесів. Воно дозволяє фіксувати навіть найдрібніші деталі об'єктів, створювати тривимірні моделі з мінімальними похибками та інтегрувати їх у цифрові системи для подальшого використання.
Технології лазерного сканування вже стали невід’ємною частиною сучасного наукового та технологічного прогресу, і їхній вплив на наше життя лише зростатиме.
Принципи роботи лазерного 3D-сканування.
При вимірюванні відстані сканер випромінює лазерний промінь, який відбивається від поверхні об'єкта, і вимірює час, необхідний для його повернення.
Вимірюючи відстані до різних точок на поверхні, сканер створює тривимірну "хмару" точок, що представляє об'єкт.
Лазерне 3D-сканування ґрунтується на аналізі відбитого лазерного променя, що дозволяє визначати точне розташування точок поверхні об'єкта в просторі.
Основні компоненти лазерного сканера.
Сканер випромінює лазерний промінь, який відбивається від поверхні об'єкта.
Датчик отримує відбитий лазерний промінь і вимірює час його повернення.
Одиниця керування обробляє дані, отримані від датчика, і створює тривимірну модель.
Основні методи вимірювання:
час польоту (Time-of-Flight): вимірювання часу, за який промінь досягає об'єкта і повертається до сенсора;
фазовий зсув: визначення різниці фаз між вихідним і відбитим сигналом;
тріангуляція: використання геометричних принципів для визначення координат точок.
Обробка даних.
Дані зі сканера зберігаються у вигляді хмари точок, яка після обробки трансформується в тривимірну модель. Основними етапами обробки є:
отримання даних (сканування об'єкта лазерним сканером);
обробка даних (видалення шумів і перетворення хмари точок в тривимірну модель);
візуалізація (перетворення тривимірної моделі в візуальний формат для подальшої обробки).
Галузі застосування лазерного 3D-сканування
Архітектура та будівництво
Лазерне 3D-сканування широко використовується для:
створення цифрових копій історичних споруд;
моніторингу стану конструкцій;
проєктування нових будівель та реконструкцій.
Медицина
У медицині технологія дозволяє створювати точні моделі частин тіла для:
хірургічного планування;
виготовлення протезів та імплантів;
дослідження анатомічних особливостей.
Промисловість
У машинобудуванні та виробництві 3D-сканування використовується для:
створення моделей для 3D-друку;
контролю якості продукції;
зворотного інжинірингу (reengineering).
Археологія
Сканування археологічних знахідок для створення віртуальних моделей та їх збереження.
Культурна спадщина
Цифрове сканування дозволяє оцифровувати історичні пам’ятки, скульптури та артефакти, зберігаючи їх для майбутніх поколінь та створюючи віртуальні музеї.
Майбутні перспективи розвитку технології.
Збільшення точності. Розробка сканерів з ще більш високою точністю, що дозволить створювати детальніші моделі.
Зменшення вартості. Зниження вартості обладнання та обробки даних, що зробить технологію доступнішою.
Розширення функціоналу. Розробка сканерів, які зможуть сканувати не тільки поверхні, а й внутрішню структуру об'єктів.
Лазерне 3D-сканування — це потужний інструмент, який може значно покращити різні сфери діяльності. Рекомендації щодо впровадження: інвестувати в дослідження, розробляти навчальні програми, використовувати цю технологію для вирішення нагальних проблем.
Котлярова Софія, 6А
Лазерні пристрої
Лазерна клавіатура
Лазерна клавіатура
Лазер є одним із найважливіших винаходів XX століття, що знайшов застосування в різних галузях науки, медицини, техніки та промисловості. Лазер у дії навіть в проєкційній клавіатурі.
Проєкційна клавіатура – це пристрій, який створює зображення клавіатури на рівній поверхні. Наприклад, клавіатуру можна побачити на столі. Якщо торкнутися «клавіші» на цьому зображенні, пристрій розпізнає натискання, як на звичайній клавіатурі. Такі клавіатури часто працюють через Bluetooth і можуть підключатися до телефонів, планшетів або комп'ютерів.
Першу таку клавіатуру створили в 1992 році. Вона «бачить» рухи рук і пальців людини та перетворює їх у команди для комп’ютера. Проєкційна клавіатура може замінити інші пристрої, наприклад, мишку.
У сучасних клавіатурах лазер або проєктор створює червоне зображення клавіш. Камера або сенсор стежать за рухами пальців. Якщо натиснути на «клавішу», програма визначає, яку букву чи символ треба записати.
Деякі пристрої використовують невидимий інфрачервоний промінь. Коли палець перериває цей промінь, світло відбивається назад до камери. Камера фіксує це відбиття та визначає, яку клавішу було натиснуто.
Проєкційна клавіатура зазвичай має розмір звичайної клавіатури (близько 30 см завдовжки) та може розпізнавати до 400 натискань за хвилину.
Як це працює:
1. лазер створює зображення клавіатури на поверхні;
2. інфрачервоне світло «нависає» над поверхнею;
3. коли палець торкається «клавіші», світло відбивається назад до сенсора;
4. сенсор визначає, яку клавішу натиснули, та передає цю інформацію до комп’ютера чи телефона.
Додаткові можливості
Деякі клавіатури можуть працювати не лише для набору тексту. Наприклад, їх можна використовувати як віртуальну мишку або навіть піаніно!
Березовська Маргарита, 4А
Лазерний принтер
Лазерний принтер
Лазерний промінь працює в принтері!
Лазерний принтер – один з різновидів принтерів для швидкого друку текстів чи графіки на папері.
У принтері, в основі якого лежить лазерна технологія друку, все працює за рахунок використання статичної електрики. Як це працює? На фото барабан, що в картриджі потрапляє промінь лазера й формує зображення. На наступному етапі формування зображення фотобарабан стикається з тонером, який прилипає в точці дотику, де світив лазер і змінив заряд. За тим же принципом прилипає до паперу з фотобарабана тонер, і потім запікається в так званій “грубці”. Папір виходить назовні.
Внутрішній устрій і механіка
Фотоелектрична частина ксерографии – основа того, як працює пристрій. Що чорно-білий, що кольоровий лазерний принтер друкують по одному й тому ж принципу. Влаштовані апарати теж ідентично. Хіба що в кольорових девайсах більше картриджів.
Схема пристрою лазерного принтера
Основні вузли лазерного пристрою, а також їхні компоненти.
• Блок лазерного сканування є системою лінз і дзеркал. Вона складається з лазера напівпровідникового типу з лінзою, яка фокусується автоматично, та дзеркал і їхніх груп, що здатні обертатися, формуючи зображення.
• Вузол для перенесення зображення. Його компоненти: тонерний картридж і ролик, який відповідає за перенесення заряду. Картридж оснащений трьома базовими елементами для перенесення зображення:
1. фотоциліндром;
2. валом з попередніми зарядом;
3. магнітним валом, який взаємодіє з барабаном принтера.
Здатність фотоциліндра міняти провідність під дією світла, що потрапило на нього, в цьому випадку особливо важлива. Коли фотоциліндру надається зарядність, він зберігає її надовго, при засвічуванні його опір знижується, у результаті чого заряд починає стікати з поверхні й з'являється необхідний відбиток.
• Вузол для закріплення зображення відповідає за фіксацію зображення на папері. Фіксація відбувається за рахунок здатності тонера плавитися при високих температурах і нагрівального елементу, який сприяє цьому процесу.
Метод нанесення чорнила лазерним принтером
Практично у всіх моделях лазерного типу використовується такий барвний матеріал, як тонер. Тонер має позитивний заряд. Це означає, що лазер буде висвічувати зони з потенційним розташуванням зображення. Такий принцип роботи принтерів зустрічається в продукції НР, Canon, Xerox. Метод дозволяє отримати картинку з високим рівнем деталізації.
Є й альтернативний спосіб, який передбачає застосування барвника з негативним зарядом. У цьому випадку лазер висвічує тільки ті ділянки, у яких йому немає необхідності знаходитися. Завдяки такому методу заливка зображення виконується максимально рівномірно. Відомими виробниками, які віддають перевагу цьому рішенню, є Epson і Brother. Інші принтери друкують однаково.
8 етапів роботи:
нагрівальна деталь плавить тонер;
розплавлений згустки порошку прилипають до паперу;
скребок прибирає залишки тонера з барабана;
барабан обробляється електростатикою й отримує заряд (позитивний або негативний);
за допомогою дзеркал на поверхні барабана з'являється зображення;
барабан рухається по магнітному валі, а тонер передає на нього малюнок;
барабан переносить зображення на папір;
папір прокочується через грубку, завдяки чому зображення закріплюється.
Переваги лазерного принтера
Друкувальні пристрої нового покоління створені на основі технології лазерного друку. Техніка оснащена набором лінз та дзеркал, які спрямовують лазерний промінь на фоточутливий барабан. У системі використовується діелектрична взаємодія для перенесення зображення на папір. Мікрогранули тонера під впливом тиску та температури розплавляються на аркуші, створюючи відбиток. Завдяки такому унікальному процесу лазерний принтер має низку таких переваг.
• Високоякісний друк. За рахунок лазерного променя досягається висока роздільна здатність відбитків. Текст/малюнок виглядає максимально чітким, навіть дрібний шрифт і тонкі лінії. До того ж отримане зображення виходить більш насиченим та яскравим.
• Висока швидкість друку. Чорно-білі лазерні принтери можуть друкувати за одну хвилину до 38-40 аркушів, а кольорові - 20-25. Більше того, перша сторінка (у деяких моделях) може вийти лише через 8 секунд.
• Мінімальна витрата тонерного порошку. Цей критерій вважається найкращим серед плюсів на користь використання лазерної оргтехніки. Залежно від ресурсу розхідника друкувальний пристрій здатний працювати без заправки картриджа кілька місяців, а то й більше. Витрата тонера може становити від 1500 до 20 тис. сторінок.
Білодід Дарина, 4Б
Page updated
Google Sites
Report abuse