ỨNG DỤNG CỦA LASER TRONG MÁY GHI VÀ ĐỌC ĐĨA CD-RW

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LASER VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN • Laser – trong tiếng Anh là viết tắt của cụm từ: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiaction khuếch đại ánh

ỨNG DỤNG CỦA LASER TRONG MÁY GHI VÀ ĐỌC ĐĨA

CD-RW

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LASER VÀ

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

• Laser – trong tiếng Anh là viết tắt của cụm từ: Light

Amplification by Stimulated Emission of Radiaction (khuếch đại ánh sáng bằng cảm ứng)

• Laser là nguồn sóng điện từ trường của bức xạ trong vùng cực tím (tử ngoại), trong vùng ánh sáng nhìn thấy được và vùng tiatử ngoại.

• Đặc trưng của các nguồn năng lượng này là mức độ đơn sắc và

2 Lịch sử phát triển của tia laser

2.1 Vào năm 1916, A.Einstein, đã nêu thuyết: Nếu chiếu

những nguyên tử bằng một làn sóng điện từ, sẽ có thể xảy

ra một bức xạ “được kích hoạt” và trở thành một chùm tia hoàn toàn đơn sắc, ở đó tất cả những photon (quang tử) phát ra sẽ có cùng một bước sóng Nhưng chưa có ai chứng minh nên lý thuyết đó gần như bị lãng quên trong nhiều năm

2 Lịch sử phát triển của tia laser

2.2 Năm 1951 giáo sư Charles Townes thuộc trường ĐH

Columbia, New York (Mỹ) mới chú ý đến sự khuếch đại của sóng cực ngắn (vi sóng) Ông thực hiện một thí

nghiệm mang tên Maser (Microwave Amplification by

Stimulated Emisson of Radiation) là khuếch đại vi sóng bằng bức xạ cảm ứng Cũng vào thời gian này, hai nhà khoa học Xô Viết là N Batsov và A Prokhorov cũng phát minh ra máy khếch đại vi sóng và gần như cùng một dạng nguyên

lý Với các thành tựu trên cả ba nhà khoa học đều được nhận giải Nobel vật lý vào năm 1964

2 Lịch sử phát triển của tia laser

2.3 Tháng 2 năm 1960

Maiman đã chế tạo ra Laser

Rubi dựa trên nền tảng lý

thuyết của các nhà khoa học

như giáo sư Charles Townes

Tia laser do Maiman tạo ra là

luồng ánh sáng rất tập trung

và có độ hội tụ lớn, hoàn toàn

thẳng, rõ nét, thuần khiết, mầu

đỏ lộng lẫy và bề dài bước

sóng đo được là 0,694

2 Lịch sử phát triển của tia laser

2.4 Ngày nay laser phát triển mạnh mẽ và được tạo ra theo

nhiều cách khác nhau nhưng vẫn dựa trên những nền tảng

lý thuyết lượng tử

II CẤU TẠO CƠ BẢN, CƠ CHẾ HOẠT

ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI LASER

Cấu tạo cơ bản và cơ chế hoạt động của laser.

2 Cơ chế hoạt động

 2.1 Dưới sự tác động của hiệu điện thế cao, các electron của

thạch anh di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lương cao tạo nên trạng thái đảo nghịch mật độ của electron

 2.2 Ở mức năng lượng cao, một số electron sẽ rơi ngẫu nhiên

xuống mức năng lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng được gọi là Photon

 2.3 Các hạt photon này sẽ toả ra nhiều hướng khác nhau từ

một nguyên tử, va phải các nguyên tử khác, kích thích eletron ở các nguyên tử này rơi xuống tiếp, sinh thêm các photon cùng tần số, cùng pha và cùng hướng bay, tạo

nên một phản ứng dây chuyền khuyếch đại dòng ánh sáng

2 Cơ chế hoạt động

 2.4 Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật

liệu, nhờ các gương để tăng hiệu suất khuếch đại ánh sáng

 2.5 Một số photon ra ngoài nhờ có gương bán mạ tại một

đầu của vật liệu Tia sáng đi ra chính là tia Laser

3 Phân loại tia Laser

• Laser chất rắn

• Laser chất khí

• Laser chất lỏng

• Laser bán dẫn

III ĐẶC TÍNH TIA LASER TRONG Ổ

GHI VÀ ĐỌC ĐĨA CD-RW

• Tia laser được phát ra để

đọc và ghi đĩa CD được phát

ra từ diode, là một dạng

laser bán dẫn

III ĐẶC TÍNH TIA LASER TRONG Ổ

GHI VÀ ĐỌC ĐĨA CD-RW

• Diode laser là một máy phát tự kích cũng như máy phát sóng điện từ thông thường, cần thỏa mãn hai điều kiện:

- Cần có một môi trường khuếch đại sóng điện từ

- Cần thực hiện một hồi tiếp dương

• Laser diode yêu cầu dòng điện không đổi để duy trì bức xạ kích thích, chùm tia ra định hướng tốt hơn và thời gian đáp ứng nhanh hơn

IV TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐĨA CD-RW VÀ

ĐĨA CD

• CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), là ổ đĩa chỉ đọc mà không có chức năng ghi dữ liệu, CD-ROM cũng là tên của loại đĩa CD chỉ đọc dữ liệu

• CD-RW (Compact Disc-Rewritable), là ổ đĩa có thể đọc và ghi dữ liệu Tương ứng, CD-RW là đĩa CD có khả năng đọc và ghi dữ liệu Dữ liệu trên đĩa có thể được xóa và ghi lại nhiều lần

IV TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐĨA CD-RW VÀ

ĐĨA CD

• Đĩa CD trắng được phủ một lớp hóa học lên bề mặt sau của đĩa (bề mặt dán giấy), lớp hóa học này có tính chất phản xạ ánh sáng như lớp bạc

• Đĩa CD đã có tín hiệu thì tín hiệu được ghi lên thành các

đường track hình xoáy ốc, tín hiệu ghi là các điểm hóa chất bị đốt cháy mất khả năng phản xạ, xen kẽ các điểm có khả năng phản xạ

• Các đường track của đĩa CD có mật độ rất dầy khoảng 6000 Track/1cm vì vậy kích thước của chúng rất nhỏ

V NGUYÊN LÝ GHI VÀ ĐỌC DỮ LIỆU

LÊN ĐĨA CD-RW

1 Nguyên lý ghi dữ liệu

lên đĩa CD

• Dữ liệu ghi trên đĩa CD

ROM là dạng tín hiệu số

0,1 ở đầu ghi, người ta

sử dụng súng laser để

ghi dữ liệu lên đĩa

• Đĩa quay với tốc độ cao

và súng Laser sẽ chiếu

tia laser lên bề mặt đĩa,

tia laser được điều khiển

tắt sáng theo tín hiệu 0

hay 1 đưa vào

1 Nguyên lý ghi dữ liệu

lên đĩa CD

• Ứng với tín hiệu 0 tia

laser tắt

• Ứng với tín hiệu 1 tia

laser sáng đốt cháy bề

mặt đĩa thành một

điểm làm mất khả năng

phản xạ

• Mạch Servo sẽ điều

khiển tốc độ quay đĩa

cũng như điều khiển

cho tia laser hội tụ trên

đĩa và ghi tín hiệu

2 Nguyên lý đọc tín hiệu từ

đĩa CD

3 Sử dụng tia laser (cường

độ yếu hơn lúc ghi) chiếu

lên bề mặt đĩa dọc theo các đường track có dữ liệu, sau

đó hứng lấy tia phản xạ

quay lại rồi đổi chúng

thành tín hiệu điện

4 Tia laser song song được

dẫn qua lăng kính phân xạ Nhiệm vụ của lăng kính

phân xạ là cho tia laser đi

thẳng đến bề mặt đĩa

nhưng khiến tia phản xạ

lệch đi 90º đến Diode cảm quang (ma trận Diode)

2 Nguyên lý đọc tín hiệu

từ đĩa CD

• Khi tia laser chiếu qua các

điểm trên bề mặt đĩa bị

đốt cháy sẽ không có tia phản xạ => và tín hiệu thu được sẽ là 0

• Khi tia laser chiếu qua các

điểm trên bề mặt đĩa

không bị đốt cháy sẽ

không có tia phản xạ =>

và tín hiệu thu được sẽ là 1

• Tia phản xạ sẽ được ma

trận Diode đổi thành tín

2 Nguyên lý đọc tín hiệu

từ đĩa CD

3 Tín hiệu khi đọc nếu

ngược với khi ghi thì chỉ

việc cho qua cổng đảo tín

hiệu sẽ được đảo lại

4 101=>Cổng đảo=>010

VI CẤU TẠO MẮT ĐỌC, GHI

• Cuộn tracking: điều khiển điểm

hội tụ theo phương ngang để

đọc đúng tâm đường track

• Cuộn Focus: điều khiển điểm

hội tụ lên xuống theo phương

đúng để hội tụ đúng trên mặt

đĩa,

• A,B,C,D là các diode đổi ánh

sáng laser thành dòng điện , 4

diode này đọc ra tín hiệu chính

và phát hiện sai lệch hội tụ

VI CẤU TẠO MẮT ĐỌC, GHI

• E,F là 2 diode xác định sai

lệch tracking

• LD (laser diode) là diode phát

ra tia laser

• MD (monitor diode) là diode

giám sát báo về cho mạch tự

động điều khiển công suất tia

laser

• Biến trở chỉnh để kích mắt khi

tia laser bị yếu

VII NHẬN XÉT

• Ở quá trình đọc dữ liệu, tia laser có nhiệm vụ chuyển tính hiệu trên các đường track thành tín hiệu quang học, nhờ có bộ cảm biến quang học chuyển thành tín hiệu điện, và có nhiệm vụ

chuyển tín hiệu điện thành các tín hiệu quang học rồi ghi lên các track trên đĩa CD

• Ở quá trình ghi tia laser có vai trò quan trọng trong nguyên lý ghi và đọc tín hiệu của ổ đĩa CD-RW

Xin cảm ơn thầy và các bạn đã

theo dõi bài thuyết trình.