一种光信号缓存器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种光信号缓存器，属于计算机硬件技术领域。在鼓充电装置（2）的后方设置有光纤信息写入头（1），光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于硒鼓的表面，需要存储的信息经过光导纤维进入到光纤信息写入头（1）输出强弱不同的光信号，光信号就转变信息存储硒鼓（8）表面电荷的不同强弱的分布；信息提取是通过非接触物体表面电荷光电倍增管放大器（4）就把记录在信息存储硒鼓（8）的表面上的所有的光纤输出的信息完整地提取出来，输出到信号输出端（5）。本发明直接把光纤信号进行存储，而无需转换，省去了光电转换环节，使得光信号存储效率得以提高，具有良好的发展潜力。
【专利说明】
一种光信号缓存器
技术领域
[0001]本发明涉及一种光信号缓存器，属于计算机硬件技术领域。
【背景技术】
[0002]光纤通信技术(optical fiber communicat1ns)从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，被称之为“有线”光通信。当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。信息发送:CPU通过专用IC芯片将并行数据串行化，并根据通信格式插入相应位码(起始、停止、校验位等)，由输出端TXD将信号送入光纤接插件(即定插头)，再由光纤接插件中的光源进行电一光转换，转换后的光信号通过光纤动插头向光纤发送光信号，光信号在光纤中向前传播;信息接收:来自光纤的光信号经光纤接插件的动插头，向定插头的接收器发送，接收器将接受到的光信号进行光一电还原，从而得到相应的电信号，该电信号送入到专用的IC芯片的RXD输入端，经专用IC芯片将串行数据改为并行数据后，再向CPU传送。光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。通信网除了用户末端一小段夕卜，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但由于光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。未来的发展是尽可能减少光电转换环节，对于信息存储而言，有些信息需要临时存储，或者进行缓存，如果能够直接把光纤信号进行存储，而无需转换，便可以省去了光电转换环节，使得光信号存储效率得以提高，这类的问题有待解决。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种光信号缓存器。
[0004]本发明的技术方案是:由光纤信息写入头(1)、鼓充电装置(2)、光消电装置(3)、非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)、信号输出端(5)、信号处理电路(6)、信息存储砸鼓(8)、扫描臂滑杆(9)、扫描平移螺杆(10)、螺杆套筒(11)、扫描平移驱动步进电机(12)、砸鼓驱动步进电机(13)、平移扫描臂(14)构成；
信息存储砸鼓(8)的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13)，在信息存储砸鼓(8)表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓
(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，信息存储砸鼓(8)在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下转动，相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(1)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，在光纤信息写入头(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)，光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒(11 )，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆(1 )串接扫描平移驱动步进电机(12 )转轴。
[0005]扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。
[0006]工作原理
光信号存储的过程本质上是一种光电过程，直接把光纤信号记录下来。光纤信号产生的信息潜像是一个由静电荷组成的数字化静电信息像，其充电、信号提取过程是通过基于静电吸引原理来实现。由于其静电信息潜像是在光照下光导层电阻降低而引起充电膜层上电荷放电形成的，所以对存储感光鼓有如下要求:具有非常高的暗电阻率。这种存储感光鼓在无光照的情况下，表面一旦有电荷存在，能较长时间地保存这些电荷；而在光照的情况上，存储感光鼓的电阻率应很快下降，即成为电的良导体，使得存储感光鼓表面电荷很快释放而消失。本发明所使用的存储感光鼓采用砸及砸合金、氧化锌、有机光电导材料等构成，一般是在导电基体上(如铝板或其它金属板)直接涂敷或蒸镀一薄层光电导材料。其结构是上面是光导层，下面是导电基体。其存储方式可分为充电、曝光录入、信号提取、消电4个基本步骤。
[0007]1、充电:充电就是使存储感光鼓在暗处，并处在某一极性的电场中，使其表面均匀地带上一定极性和数量的静电荷，即具有一定表面电位的过程，这一过程实际上是存储感光鼓的敏化过程，使原来不具备感光性的存储感光鼓具有良好的感光性。充电过程只是为存储感光鼓接受光纤信息准备的，这是在存储感光鼓表面形成静电信息潜像的前提和基础。
[0008]当在暗处给存储感光鼓表面充上一层均匀的静电荷时，由于存储感光鼓在暗处具有较高的电阻，所以静电荷被保留在存储感光鼓表面，即存储感光鼓保持有一定的电位使其具有感光性。对于不同性质的光电导材料制的存储感光鼓应充以不同极性的电荷，这是由半导体的导电是决定的，即只允许一种极性的电荷(空穴或电子)“注入”，而阻止另一种极性电荷(电子或空穴)的“注入”。因此对于N型半导体，表面应充负电；而对P型半导体，则应充正电。当用正电晕对P型存储感光鼓充正电时，由于P型半导体中负电荷不能移动。因此光导层表面的正电荷与界面上的负电荷，只能相互吸引，而不会中和。倘若用负电晕对P型存储感光鼓充负电，则由于光导层及共界面处，感应产生的是正电荷，而P型半导体的主要载流子是“空穴”，易与存储感光鼓表面的负电荷中和。这样，对P型存储感光鼓充负电时，其充电效率是相当低的。对于N型存储感光鼓，则由于其主要载流子是电子，若对其充正电时，其充电效率也是极其低的，因而采用电晕装置对存储感光鼓进行充电。
[0009]2、曝光录入:曝光录入是利用存储感光鼓在暗处时电阻大，成绝缘体;在明处时电阻小，成导体的特性，对已充是的存储感光鼓用光像进行曝光录入。存储感光鼓光照区表面电荷因放电而消失;无光照的区域电荷依保持，从而在存储感光鼓上形成表面电位随图像明暗变而起伏的静电信息潜像的过程。进行曝光录入时，高速转动的存储感光鼓表面经光纤光信号照射后，光纤光信号经光学成像系统投射到存储感光鼓表面，光导层受光照射的部分称为“明区”，而没有受光照射的部分自然数“暗区”。在明区，光导层产生电子空穴对，即生成光生载流子，使得光导层的电阻率迅速降低，由绝缘体变成良导体，呈现导电状态，从而使存储感光鼓表面的电位因光导层表面电荷与界面处反极性电荷的中和而很快衰减。在暗区，光导层则依然呈现绝缘状态，使得存储感光鼓表面电位保持不变。存储感光鼓表面静电电位的高低随光纤光信号强弱的不同而不同，存储感光鼓上对应光信号强的部分表面电位高，光信号弱的部分表面电位低。这样，就在存储感光鼓表面形成了一个与光纤输出信号相对应的表面电位起伏的静电信息潜像。
[0010]3、信息提取:信息提取就是用电荷中和使存储感光鼓上的静电信息潜像转变成电信号的过程。信息提取针头所带电荷的极性，与存储感光鼓表面静电信息潜像的电荷极性相反。信息提取时，在存储感光鼓表面静电信息潜像在电场力的作用下，静电信息潜像电位越高的部分，吸附对偶电荷的能力越强;静电信息潜像电位越低的部分，吸附能力越弱。对应静电信息潜像电位(电荷的多少)的不同，其吸附对偶电荷量也就不同。这样存储感光鼓表面不可见的静电信息潜像，就变成了可见的与光纤信号一致的电压的电信号。该电压信号经放大之后，就实现了把光信号存储到提取的过程。
[0011]4、消电:消电就是消除信息存储感光鼓表面残余电荷的过程。在进行第二次信息录入前必须对存储感光鼓进行消电，使存储感光鼓表面电位恢复到原来状态。本发明采用曝光录入装置来对存储感光鼓进行全面曝光录入，或用消电电晕装置对存储感光鼓进行反极性充电，以消除存储感光鼓上的残余电荷。
[0012]工作过程
信息存储砸鼓(8)的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13)，在信息存储砸鼓(8)表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面，在信息录入之前，需要把所有残存的信息消除掉，在控制程序中可以预先设置，在接到录入指令的时候，信息存储砸鼓(8)在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下转动，整个信息存储砸鼓(8)在表面在转动一周之后，在光的照射下，所有表面的电荷消失，整个信息存储砸鼓表面的电荷为零，光消电程序结束。
[0013]相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面，在光消电程序结束之后，自动进入鼓充电环节，整个信息存储砸鼓(8)在表面在转动一周之后，鼓充电装置(2)释放电荷，整个信息存储砸鼓表面存在均与分布的电荷层，为光纤信息写入做好准备，鼓充电环节结束。
[0014]在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(1)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，需要存储的信息经过光导纤维进入到光纤信息写入头(I)输出强弱不同的光信号，这些光强的地方电荷减少量大，光弱的地方电荷减少量小，因此光信号就转变信息存储砸鼓(8)表面电荷的不同强弱的分布。光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒(11)，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆
(10)串接扫描平移驱动步进电机(12)转轴。在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下，信息存储砸鼓(8)发生转动，另一方面，扫描平移驱动步进电机(12)驱动扫描平移螺杆(10)，使得平移扫描臂(14)从前端移动至后端，扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。光纤信息写入头(I)就把所有的光纤输出的信息完整地记录在信息存储砸鼓(8)的表面上。至此，信息存储环节结束。由于信息是以电荷的形式分布在信息存储砸鼓(8)的表面，时间的存储有可能导致存储信息丢失，因而适用于短时期的存储或者用于缓存。
[0015]信息提取:在光纤信息写入头(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)，在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下，信息存储砸鼓(8)发生转动，另一方面，扫描平移驱动步进电机(12)驱动扫描平移螺杆(10)，使得平移扫描臂(14)从前端移动至后端，扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变，非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)就把记录在信息存储砸鼓(8)的表面上的所有的光纤输出的信息完整地提取出来，输出到信号输出端(5)。
[0016]信号被提取出来之后，要经过信号处理电路6进行信号处理，以适应计算机的要求，把这些符合要求的数字信号输出到计算机(7)。
[0017]有益效果
本发明减少光电转换环节，对于信息存储而言，能够满足信息的临时存储及缓存，直接把光纤信号进行存储，而无需转换，便可以省去了光电转换环节，使得光信号存储效率得以提高，具有良好的发展潜力。
【附图说明】
[0018]图1为本发明主视剖面示意图；
图2为本发明俯视结构示意图。
[0019]图中各标号为:1.光纤信息写入头，2.鼓充电装置，3.光消电装置，4.非接触物体表面电荷光电倍增管放大器，5.信号输出端，6.信号处理电路，7.计算机，8.信息存储砸鼓，
9.扫描臂滑杆，10.扫描位移螺杆，11.螺杆套筒，12.扫描位移驱动步进电机，13.砸鼓驱动电机，14.平移扫描臂。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
[0021]实施例1:由光纤信息写入头(1)、鼓充电装置(2)、光消电装置(3)、非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)、信号输出端(5)、信号处理电路(6)、信息存储砸鼓(8)、扫描臂滑杆(9)、扫描平移螺杆(10)、螺杆套筒(11)、扫描平移驱动步进电机(12)、砸鼓驱动步进电机(13)、平移扫描臂(14)构成；
信息存储砸鼓(8)的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13)，在信息存储砸鼓(8)表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓
(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，信息存储砸鼓(8)在步进电机的驱动下转动，相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(I)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，在光纤信息写入头(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)，光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒(11)，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆(10)串接扫描平移驱动步进电机(12)转轴。
[0022]扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。
[0023]实施例2:由光纤信息写入头(1)、鼓充电装置(2)、光消电装置(3)、非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)、信号输出端(5)、信号处理电路(6)、信息存储砸鼓(8)、扫描臂滑杆(9)、扫描平移螺杆(10)、螺杆套筒(11)、扫描平移驱动步进电机(12)、砸鼓驱动步进电机(13)、平移扫描臂(14)构成；
信息存储砸鼓(8)的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13)，在信息存储砸鼓(8)表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓
(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面，信息存储砸鼓(8)在步进电机的驱动下转动，相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面，在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(1)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，在光纤信息写入头
(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器
(4)，光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒
(II)，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆(10)串接扫描平移驱动步进电机(12)转轴。
[0024]扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。
[0025 ]信息存储砸鼓(8 )的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13 )，在信息存储砸鼓(8 )表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面，在信息录入之前，需要把所有残存的信息消除掉，在控制程序中可以预先设置，在接到录入指令的时候，信息存储砸鼓(8)在步进电机的驱动下转动，整个信息存储砸鼓(8)在表面在转动一周之后，在光的照射下，所有表面的电荷消失，整个信息存储砸鼓表面的电荷为零，光消电程序结束。
[0026]相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓
(8)的表面，在光消电程序结束之后，自动进入鼓充电环节，整个信息存储砸鼓(8)在表面在转动一周之后，鼓充电装置(2)释放电荷，整个信息存储砸鼓表面存在均与分布的电荷层，为光纤信息写入做好准备，鼓充电环节结束。
[0027]在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(1)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，需要存储的信息经过光导纤维进入到光纤信息写入头(I)输出强弱不同的光信号，这些光强的地方电荷减少量大，光弱的地方电荷减少量小，因此光信号就转变信息存储砸鼓(8)表面电荷的不同强弱的分布。光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒(11)，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆
(10)串接扫描平移驱动步进电机(12)转轴。在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下，信息存储砸鼓(8)发生转动，另一方面，扫描平移驱动步进电机(12)驱动扫描平移螺杆(10)，使得平移扫描臂(14)从前端移动至后端，扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。光纤信息写入头(I)就把所有的光纤输出的信息完整地记录在信息存储砸鼓(8)的表面上。至此，信息存储环节结束。由于信息是以电荷的形式分布在信息存储砸鼓(8)的表面，时间的存储有可能导致存储信息丢失，因而适用于短时期的存储或者用于缓存。
[0028]信息提取:在光纤信息写入头(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)，在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下，信息存储砸鼓(8)发生转动，另一方面，扫描平移驱动步进电机(12)驱动扫描平移螺杆(10)，使得平移扫描臂(14)从前端移动至后端，扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变，非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)就把记录在信息存储砸鼓(8)的表面上的所有的光纤输出的信息完整地提取出来，输出到信号输出端(5)。非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)的工作原理和结构参见专利:非接触物体表面电荷光电倍增管放大器。
[0029]信号被提取出来之后，要经过信号处理电路6进行信号处理，以适应计算机的要求，把这些符合要求的数字信号输出到计算机(7)。
[0030]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种光信号缓存器，其特征在于:信息存储砸鼓(8)的中心轴串接砸鼓驱动步进电机(13)，在信息存储砸鼓(8)表面的上方设置有光消电装置(3)，该光消装置为一个长条状的发光源，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，信息存储砸鼓(8)在砸鼓驱动步进电机(13)的驱动下转动，相对于转动方向而言，在光消电装置(3)的后方设置有鼓充电装置(2)，该鼓充电装置为长条状的电荷充电装置，其长度大于信息存储砸鼓(8)的长度，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面上方，在鼓充电装置(2)的后方设置有光纤信息写入头(1)，光纤信号直接插入信息写入头，该写入头的前端设置有微小的光学聚焦镜头，该镜头的焦点位于砸鼓的表面，在光纤信息写入头(I)的后方，紧贴信息存储砸鼓(8)的表面设置有非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)，光纤信息写入头(I)和非接触物体表面电荷光电倍增管放大器(4)安装固定在平移扫描臂(14)上，平移扫描臂(14)焊接在螺杆套筒(11)上，扫描平移螺杆(10)穿过螺杆套筒(11)，扫描平移螺杆(10)可以正反转动，驱动该螺杆套筒左右平移，扫描平移螺杆(10)串接扫描平移驱动步进电机(12)转轴。2.根据权利要求1所述的一种光信号缓存器，其特征在于:扫描臂滑杆(9)穿过平移扫描臂(14)，使得平移扫描臂在平移运动的过程中与信息存储砸鼓(8)表面之间的间距不发生改变。
【文档编号】G06K9/58GK105894005SQ201610199139
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】陈蜀乔
【申请人】陈蜀乔