Устройство лазерного диска

Представьте себе проигрыватель грампластинок, в котором вместо механической иглы звукоснимателя используется… тончайший лазерный луч. Причем в грампластинке «спрятан» не только звук, но и изображение. Все это записано тоже с помощью лазерного луча.

Заглянем на несколько минут в лабораторию, где изготовляются эти удивительные играющие и показывающие грамзаписи. На хорошо отполированный стеклянный диск диаметром около 30 сантиметров наносится фоточувствительная эмульсия, похожая на ту, которую мы видим на поверхности кино- и фотопленок. Лазерный луч, колеблющийся в такт со звуковыми и световыми сигналами от устройства, передающего звук и изображение, оставляет на вращающемся диске с эмульсией невидимые глазом мельчайшие засвеченные следы-отпечатки.

После лазерной записи к стеклянному диску с эмульсией прижимаются пластмассовые пластинки, и на них наносится рисунок микроотпечатков. Покрытие из блестящего алюминия, которое затем осаждается на пластмассовые пластинки-копии испарением в вакууме, делает микроотпечатки рельефнее, а для предохранения алюминиевой пленки от быстрого истирания или потускнения во влажной атмосфере пленку сверху защищают прозрачным и светостойким полимерным покрытием. Пластинка, на которой записаны звук и изображение, получившая название лазерного диска, готова!

Теперь она устанавливается на проигрыватель, соединенный с телевизионным приемником, и лазерный луч-игла воспроизводит перед вашими глазами запись, сделанную в лаборатории или на телестудии.

У такой системы видео- и звукозаписи большие преимущества перед магнитофонной — в отличие от магнитной ленты, подверженной влиянию внешних условий и меняющей свои свойства со временем, лазерные диски практически вечны.

Специалисты из Массачусетского технологического института предложили соединить проигрыватель для лазерных дисков с небольшой вычислительной машиной, а экран телевизионного приемника покрыть особой чувствительной пленкой.

Вычислительные машины стали надежными помощниками ученых.

На передней панели усовершенствованного проигрывателя-телевизора они установили одну лишнюю кнопку с надписью «еще».

Вы смотрите записанную на лазерный диск захватывающую передачу про путешествие астронавтов к далеким планетам, но посадка космического корабля произошла так быстро, что разглядеть интересные подробности не успеваешь. Здесь на помощь приходит кнопка «еще». Легкое нажатие — и вычислительная машина дает команду лазерному диску показать вам снова весь процесс посадки. А как себя вел в этот момент самый молодой член экипажа? Одно прикосновение к чувствительной пленке в том месте, где впервые показано лицо новичка, и оно появляется перед вами крупным планом. Вы теперь наблюдаете все происходящее будто глазами одного из астронавтов.

Как же удается по нашему веленью и хотенью увеличивать и уменьшать изображение на экране? С помощью лазерного луча крохотного диаметра только на одной стороне диска-грампластинки можно разместить 54 тысячи фотоснимков или получасовой фильм! Часть кадров снята с разных точек зрения с помощью нескольких телекамер, и эти записи помещены в особое место на диске, «известное» вычислительной машине. Прикосновение к пленке, покрывающей экран телевизора, служит для машины приказом переместить лазерный луч-иглу, воспроизводящий передачу или фильм, в то место на поверхности диска, где записаны кадры, снятые крупным планом.

Конечно, появление в лабораториях ученых (а значит, скоро и в наших домах!) новых устройств для передачи звука и изображения обязано не только изобретению лазеров, но и созданию все более миниатюрных вычислительных машин, способных запомнить и в любое мгновение предоставить в наше распоряжение необыкновенно большой объем информации. Специалисты часто заменяют это наукообразное выражение другим: у применяемой машины, говорят они, большой объем памяти. Очень радует, когда в научную терминологию попадают хорошие слова из нашего обычного «человеческого» языка, такие, например, как «память»…

Вычислительные машины удалось сделать более удобными и менее громоздкими в свою очередь благодаря успехам физики и техники полупроводниковых и электронных приборов. Усилители и выпрямители тока, сопротивления, конденсаторы, переключатели не надо теперь паять и соединять между собой, собирая электронные схемы.

Маленький сельскохозяйственный робот может принять деятельное участие во многих полевых работах.

Ученые разработали так называемые интегральные схемы, все элементы которых, включая электрические соединения, выполнены на поверхности тонкого диска или квадратика размером 5×5 мм, вырезанного из кристалла кремния. Одной-двух таких схем вполне достаточно, чтобы работала портативная счетная машинка-калькулятор, автоматически действовала кухонная плита или стиральная машина, а наручные электронные часы точно показывали бы не только текущее время, но и полный календарь… на столетие вперед.

В период особенно бурного роста этой области полупроводниковой техники — с 1959 по 1976 год — число электронных элементов, размещающихся на полупроводниковой пластине или диске, увеличилось с одного до 39 тысяч! Быстродействие электронных приборов достигло триллионных долей секунды, в то время как скорость человеческой реакции на внешнее раздражение — звук, внезапный резкий свет, ожог — составляет, как мы знаем, в среднем одну пятую секунды.

Не удивительно, что, обладая такими приборами, ученые решили создать роботов, которые могли бы заменить человека на трудных, опасных, вредных для здоровья и однообразных участках любого производства. Им это удалось сделать — таких покладистых и неприхотливых механических помощников с электронной «сердцевиной» у человека становится все больше с каждым годом. Телевизионные глаза-трубки и множество фото-элементов позволяют роботу определять размер, цвет, форму окружающих предметов, разнообразные датчики помогают ему ориентироваться в пространстве, чувствовать температуру, влажность и давление в окружающей среде, а вычислительная машина на больших интегральных схемах, спрятанная у него внутри, дает ему возможность быстро принимать правильные решения. Умные роботы на многих заводах уже красят автомобили, собирают холодильники, сверлят самолетные крылья, добывают уголь и даже… моют окна высоких зданий. Скоро роботы приступят к ремонту спутников на космических орбитах и к добыче полезных ископаемых.

Недалеко то время, когда одни роботы будут проектировать и собирать других роботов…

Источник: Марк Колтун “Мир физики“.