Фотовыводные устройства

Фотовыводные устройства подразделяются на две группы – как для барабанной, так и для плоскостной развертки.

Барабанные ФВУ могут быть двух типов: с размещением регистрирующей среды на внешней стороне – устройства с внешним барабаном и с использованием внутренней поверхности барабана. И в том и другом случаях используется цилиндрический метод развертки – когда каждая строчка находится рядом с предыдущей. При внешнем барабане развертка производится путем вращения барабана. Кадровая развертка производится путем перемещения головки. В качестве источника излучения используется лазер. Может также использоваться линейка лазерных светодиодов. Для устройства с внутренним барабаном развертка осуществляется путем вращения зеркала, на которое падает луч лазера, приходящий извне барабана, но может вращаться и сам источник, осуществляя развертку неподвижной среды. Развертка по кадру осуществляется по кадру вдоль образующей барабана.

Разный принцип развертки и приводит к сопоставлению недостатков и преимуществ

ФВУ характеризуются разрешающей способностью сканирования (записи), параметром повторяемости – с какой точностью можно записывать два цветоделенных изображения, чтобы их можно было сопоставить. Также характеризуются подобные сканнеры своими форматами, габаритами и т. д.

Эти сканнеры практически одинаковы, однако сканнер с внутренним барабаном имеет более длинный путь прохождения луча, поэтому луч может рассеиваться при прохождении, что приводит к интерференции и световое пятно имеет худшее качество. Чтобы этого не происходило, стараются источник размещать на головке, что не всегда удается сделать.

А вот в сканнерах с внешним барабаном можно спокойно вводить линейку ПЗС, источник, питание и т. д. и т. п.

Важнейшим элементом фотовыводного устройства является модулятор. Модулятор – это устройство, управляющее световым потоком записывающего луча. Задача модулятора – это генеризация потока по принципу да - нет – или 1-0. модулятор выступает в качестве затвора. Модулятор должен быть быстродействующим. Каждый пиксель должен получить свое обозначение – 0 или 1. к модулятору предъявляются высокие требования. Существуют электрооптические (ЭОМ) и акустооптические (АОМ) модуляторы.

Электрооптический модулятор представляет собой кристалл, который изменяет свои оптические свойства под действием электричества. Этот кристалл обладает двойным лучепреломлением. Под действием электрического поля изменяется направление поляризации прошедшей через кристалл световой волны. Сам кристалл находится между двумя поляризаторами, перпендикулярно направленными друг к другу. Под действием электрического сигнала волна проходит через одну и не проходит через другую решетку; и наоборот – под другим электрическим сигналом.

Время переключения – 10^-8 секунды.

Недостатки:

Высокое напряжение переключения (порядка 100 вольт); малый коэффициент контрастности – соотношение – 100:1 - - 2 ед. оптической плотности и зависимость контраста от температуры.

Акустооптический модулятор – принцип его работы основан на дифракции поляризованного света на бегущей ультразвуковой волне в оптически прозрачном материале. Подается сигнал с звуковой частотой (от 4-5 до 20000 герц), который возбуждает бегущую волну. Появляется оптическая решетка. Подача волны производится с помощью пьезоэлектрического преобразователя. Волна – порядка нескольких десятков тысяч герц. На этой бегущей решетке возникает дифракция. Если волна чисто синусоидная, то выходит один луч. Если не синусоидная, то возникает несколько лучей, но можно выбрать так угол падения светового луча (угол Брегга), что мы будем получать нужный нам луч . где - - длинна световой волны

- длинна ультразвуковой волны

Этот пучок может проходить через диафрагму - получаем 1. Если отклонить частоту, то угол будет меняться, и световой поток через диафрагму не будет проходить.

Свойства модулятора – частота до 10 мегагерц, низкое управляющее напряжение – до 10 вольт; высокий коэффициент контрастности – 1000:1; не зависит от t^o, можно использовать неполяризованный свет; очень малые потери.

Дефлектор – устройство для отклонения светового луча, который может осуществлять развертку по строке.

Дефлекторы могут быть оптико-механические – на основе использования или качающегося зеркала или вращающейся призмы.

Дефлекторы с колебательным зеркалом обладают возможностью осуществлять развертку до 30⁰. Периодичность – до нескольких сотен герц. Само колебание производится с помощью переменного магнитного поля.

Дефлекторы с использованием вращающейся призмы – могут содержать в себе как прямоугольные, так и пирамидальные призмы. Здесь требуется высокая стабильность, что приводит к необходимости использовать воздушные подушки и точные грани – отклонение грани должно быть не более 0,2^// .

Также могут использоваться акустооптические дефлекторы. В данном случае на эту оптически прозрачную среду подаются волны с различной оптической частотой. Изменяемая частота приводит к тому, что происходит изменение угла отклонения, что дает нам перемещение луча по строке.

Разрешение – до 2500 точек по строке. Угол отклонения – небольшой - 5⁰-6⁰, но очень высокая скорость записи – до 1 мегабита в секунду.

Система синхронизации

Система синхронизации обычно тоже выполняется как оптомеханическая система. Для этого на ось вращающегося барабана устанавливается оптико-механический датчик, представляющий собой решетку в виде радиальной миры.

За этой решеткой устанавливается фотоприемник, а перед ней – источник излучения. Решетка, проходя между источником излучения и фотоэлементом, дает импульсы, которые используются в качестве синхронизатора при выработке импульсов записывающего излучения или при управлении модулятором. Таким образом, обеспечивается точное положение формируемых пикселей в пространстве.