La fotonika je věda a technologie generování, řízení a detekce fotonů, což jsou částice světla. Fotonika je základem technologií každodenního života, od chytrých telefonů po notebooky, internet, lékařské přístroje a osvětlovací techniku. XNUMX. století bude záviset na fotonice stejně jako XNUMX. století na elektronice.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o fotonice, jejích vlastnostech a důležitosti.
co je fotonika
Fotonika je věda o světle. Jde o technologii generování, řízení a detekce světelných vln a fotonů, což jsou částice světla. Vlastnosti vln a fotony mohou být použity k průzkumu vesmíru, léčbě nemocí a dokonce i řešení zločinů. Vědci studují světlo stovky let. Barvy duhy jsou jen malou částí celého rozsahu světelných vln, nazývaných elektromagnetické spektrum. Photonics zkoumá širší rozsah vlnových délek radiového záření gama, včetně rentgenového, ultrafialového a infračerveného záření.
Až v 1960. století Sir Isaac Newton prokázal, že bílé světlo se skládá z různých barev světla. Na počátku XNUMX. století Max Planck a později Albert Einstein navrhli, že světlo je vlna i částice, což byla v té době vysoce kontroverzní teorie. Jak mohou být světlo dvě zcela odlišné věci zároveň? Pozdější experimenty potvrdily tuto dualitu světla. Termín fotonika se objevil kolem roku XNUMX, kdy Theodore Maiman vynalezl laser.
Hlavní charakteristiky
Ačkoli Nemůžeme vidět celé elektromagnetické spektrum, viditelné i neviditelné světelné vlny jsou součástí našeho každodenního života. Fotonika je všude; ve spotřební elektronice (čtečky čárových kódů, DVD přehrávače, dálkové ovladače TV), telekomunikacích (internet), zdravotnictví (oční chirurgie, lékařské přístroje), výrobě (řezání a obrábění laserem), obraně a bezpečnosti (infračervené kamery, dálkový průzkum Země), zábavě (holografie, laserové show) atd.
Vědci, inženýři a technologové po celém světě provádějí špičkový výzkum v oblasti fotoniky. Nauka o světle se také aktivně vyučuje ve třídách a muzeích, kde učitelé a vychovatelé sdílejí svou vášeň pro tento obor s mladými lidmi a veřejností. Fotonika otevírá neznámý a dalekosáhlý svět možností, omezený pouze nedostatkem fantazie.
Význam fotoniky
Fotonika se nachází v digitálních fotoaparátech a na obrazovkách našich chytrých telefonů a je nezbytná pro výrobu integrovaných obvodů, které je tvoří. Kromě toho se řeč a data, které odesíláme a přijímáme prostřednictvím našich chytrých telefonů, přeměňují na pulsy světla prostřednictvím podzemních sítí optických vláken, stejně jako texty, hudba, obrázky a videa, které se dostanou do našich zařízení při procházení webu. Proč používat světlo? Protože odesílání informací přes něj je to nejrychlejší, nejspolehlivější a nejefektivnější, co máme
Na druhou stranu umělé světlo dokáže prodloužit délku dne, využít ho k rekreačním a produktivním aktivitám a poskytnout větší bezpečnost. Světelná technika se nepřestává vyvíjet, při hledání účinnějších, všestrannějších, ekonomičtějších a ekologičtějších osvětlovacích systémů jsme přešli od svíček k LED.
Ještě nikdy jsme neměli k dispozici tak účinný zdroj světla, v tak rozmanitých barvách, intenzitách, tak odolný a trvanlivý. LED diody se stále více používají na semaforech, světlometech automobilů a v domácnostech, jsou také schopny se zapínat a vypínat na krátkou dobu, pro lidské oko nepostřehnutelnou, což umožní našim osvětlovacím systémům sloužit nám současně několik let. Osvětlení a připojení k internetu je zajištěno. Tato nově vznikající technologie se nazývá Li-Fi.
výhody
S pomocí světla, délky, teploty, deformace, trojrozměrného tvaru objektů a mnoha dalších proměnných lze měření provádět s bezkonkurenční přesností a neinvazivním způsobem. Světlo nám také může poskytnout informace o předmětu, který jej vyzařuje, a o médiu, kterým se pohybuje.
Můžeme jej tedy použít k prozkoumávání a pochopení vesmíru, zjišťování přítomnosti kontaminantů, ověřování kvality potravin a nápojů, toxicity některých látek atd. Světlo lze použít k nápravě problémů se zrakem u lidí, ničit nádory v těle mnohem méně invazivním a méně bolestivým způsobem, diagnostikovat některá onemocnění v raném stádiu a poskytovat účinnější léčbu, která zničí léze bez poškození organizace zdravé tkáně.
Fotonika se používá v našem každodenním životě: čtečky čárových kódů v supermarketech, DVD přehrávače, televizní obrazovky a dálkové ovladače v našich domácnostech, projektory a video monitorovací systémy v kinech atd. Detekce padělků, zemědělství, senzory, umělé vidění, mikroskopy, teleskopy, lasery, automobilový průmysl, rozsah použití je tak široký, že stále čeká mnoho inovací.
Akce se koná každé dva roky od roku 2014 a stále více společností, výzkumných center, vzdělávacích institucí a organizací zapojených do fotoniky z celého světa se účastní, aby propagovaly její význam v komunitě. Toto datum bylo zvoleno proto, že 21. října 1983 přijala Generální konference pro váhy a míry konstantní hodnotu 299.792,458 XNUMX kilometrů za sekundu pro rychlost světla ve vakuu.
Vyspělé země chápou, že fotonika bude hrát větší roli ve světové ekonomice. Data ukazují, že globální trh s fotonikou dosáhl 350 miliard EUR v roce 000 a očekává se, že v roce 2011 vzrostou na 615 miliard EUR. EU považuje fotoniku kombinovanou s mikroelektronikou a nanoelektronikou, nanotechnologií, biotechnologií, vyspělými materiály a vyspělou výrobní technologií za „klíčovou technologii“, která je horizontální, používá se ve velkém množství průmyslových odvětví, podporuje inovace a přispívá k velké společnosti. výzvy nabízejí řešení. Tyto klíčové technologie poskytnou zemím a regionům, které je vyvíjejí a používají, vedoucí roli při vytváření vyspělých, udržitelných a zelenějších ekonomik.
Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o fotonice a jejích charakteristikách.