La φωτονική είναι η επιστήμη και η τεχνολογία παραγωγής, ελέγχου και ανίχνευσης φωτονίων, τα οποία είναι σωματίδια φωτός. Η φωτονική υποστηρίζει τις τεχνολογίες της καθημερινής ζωής, από smartphone έως φορητούς υπολογιστές, το Διαδίκτυο, τα ιατρικά όργανα και την τεχνολογία φωτισμού. Ο XNUMXος αιώνας θα εξαρτηθεί τόσο από τη φωτονική όσο ο XNUMXός αιώνας από την ηλεκτρονική.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη φωτονική, τα χαρακτηριστικά και τη σημασία της.
τι είναι η φωτονική
Η φωτονική είναι η επιστήμη του φωτός. Είναι η τεχνολογία παραγωγής, ελέγχου και ανίχνευσης κυμάτων φωτός και φωτονίων, που είναι σωματίδια φωτός. Οι ιδιότητες των κυμάτων και Τα φωτόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξερεύνηση του σύμπαντος, τη θεραπεία ασθενειών και ακόμη και την επίλυση εγκλημάτων. Οι επιστήμονες μελετούν το φως εδώ και εκατοντάδες χρόνια. Τα χρώματα του ουράνιου τόξου είναι μόνο ένα μικρό μέρος από ολόκληρο το φάσμα των κυμάτων φωτός, που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Η Photonics διερευνά ένα ευρύτερο φάσμα μηκών κύματος ραδιοακτίνων γάμμα, συμπεριλαμβανομένων των ακτίνων Χ, των υπεριωδών και των υπέρυθρων.
Μόλις τον 1960ο αιώνα ο Sir Isaac Newton απέδειξε ότι το λευκό φως αποτελείται από διαφορετικά χρώματα φωτός. Στις αρχές του XNUMXου αιώνα, ο Μαξ Πλανκ και αργότερα ο Άλμπερτ Αϊνστάιν πρότειναν ότι το φως είναι ταυτόχρονα κύμα και σωματίδιο, μια άκρως αμφιλεγόμενη θεωρία εκείνη την εποχή. Πώς μπορεί το φως να είναι δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα ταυτόχρονα; Αργότερα πειράματα επιβεβαίωσαν αυτή τη δυαδικότητα του φωτός. Ο όρος φωτονική εμφανίστηκε γύρω στο XNUMX, όταν ο Theodore Maiman εφηύρε το λέιζερ.
Κύρια χαρακτηριστικά
Αν και Δεν μπορούμε να δούμε ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, τα ορατά και αόρατα κύματα φωτός είναι μέρος της καθημερινότητάς μας. Η φωτονική είναι παντού. σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης (σαρωτές γραμμωτού κώδικα, συσκευές αναπαραγωγής DVD, τηλεχειριστήρια τηλεόρασης), τηλεπικοινωνίες (διαδίκτυο), υγεία (οφθαλμική χειρουργική, ιατρικές συσκευές), κατασκευή (κοπή και μηχανική κατεργασία με λέιζερ), άμυνα και ασφάλεια (κάμερες υπέρυθρες, τηλεπισκόπηση), ψυχαγωγία (ολογραφία, επιδείξεις λέιζερ) κ.λπ.
Σε όλο τον κόσμο, επιστήμονες, μηχανικοί και τεχνολόγοι διεξάγουν έρευνα αιχμής στον τομέα της φωτονικής. Η επιστήμη του φωτός διδάσκεται επίσης ενεργά σε αίθουσες διδασκαλίας και μουσεία, όπου δάσκαλοι και εκπαιδευτικοί μοιράζονται το πάθος τους για το πεδίο με τους νέους και το κοινό. Η φωτονική ανοίγει έναν άγνωστο και εκτεταμένο κόσμο πιθανοτήτων, που περιορίζεται μόνο από έλλειψη φαντασίας.
Η σημασία της φωτονικής
Το Photonics βρίσκεται στις ψηφιακές κάμερες και στις οθόνες των smartphone μας και είναι απαραίτητο για την κατασκευή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που τα συνθέτουν. Επιπλέον, η ομιλία και τα δεδομένα που στέλνουμε και λαμβάνουμε μέσω των smartphone μας μετατρέπονται σε παλμούς φωτός μέσω υπόγειων δικτύων οπτικών ινών, όπως ακριβώς τα κείμενα, τη μουσική, τις εικόνες και τα βίντεο που φτάνουν στις συσκευές μας όταν περιηγούμαστε στον Ιστό. Γιατί να χρησιμοποιήσετε φως; Γιατί η αποστολή πληροφοριών μέσω αυτού είναι ό,τι πιο γρήγορο, αξιόπιστο και αποτελεσματικό έχουμε
Από την άλλη, το τεχνητό φως μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια της ημέρας, να το χρησιμοποιήσει για ψυχαγωγικές και παραγωγικές δραστηριότητες και να παρέχει μεγαλύτερη ασφάλεια. Η τεχνολογία φωτισμού δεν έχει σταματήσει να εξελίσσεται, στην αναζήτηση πιο αποτελεσματικών, ευέλικτων, οικονομικών και φιλικών προς το περιβάλλον συστημάτων φωτισμού, περάσαμε από τα κεριά στα LED.
Ποτέ άλλοτε δεν είχαμε στη διάθεσή μας μια τόσο αποδοτική πηγή φωτός, σε τέτοια ποικιλία χρωμάτων, εντάσεων, τόσο ανθεκτική και μεγάλης διάρκειας. Τα LED χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε φανάρια, προβολείς αυτοκινήτων και σε σπίτια, Είναι επίσης ικανά να ανάβουν και να σβήνουν για μικρά χρονικά διαστήματα, ανεπαίσθητα στο ανθρώπινο μάτι, γεγονός που θα επιτρέψει στα συστήματα φωτισμού μας να μας εξυπηρετούν ταυτόχρονα για αρκετά χρόνια Παρέχεται φωτισμός και σύνδεση στο Διαδίκτυο. Αυτή η αναδυόμενη τεχνολογία ονομάζεται Li-Fi.
οφέλη
Με τη βοήθεια του φωτός, του μήκους, της θερμοκρασίας, της παραμόρφωσης, του τρισδιάστατου σχήματος των αντικειμένων και πολλών άλλων μεταβλητών, μπορούν να γίνουν μετρήσεις με απαράμιλλη ακρίβεια και με μη επεμβατικό τρόπο. Το φως μπορεί επίσης να μας δώσει πληροφορίες για το αντικείμενο που το εκπέμπει και το μέσο μέσω του οποίου ταξιδεύει.
Επομένως, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να εξερευνήσουμε και να κατανοήσουμε το σύμπαν, να ανιχνεύσουμε την παρουσία μολυσματικών ουσιών, να επαληθεύσουμε την ποιότητα των τροφίμων και των ποτών, την τοξικότητα ορισμένων ουσιών κ.λπ. Το φως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διόρθωση προβλημάτων όρασης στους ανθρώπους, καταστρέφουν τους όγκους στο σώμα με πολύ λιγότερο επεμβατικό και λιγότερο επώδυνο τρόπο, διαγιγνώσκουν ορισμένες ασθένειες σε πρώιμο στάδιο και παρέχουν πιο αποτελεσματικές θεραπείες που καταστρέφουν τις βλάβες χωρίς να βλάπτουν την οργάνωση του υγιούς ιστού.
Το Photonics χρησιμοποιείται στην καθημερινή μας ζωή: συσκευές ανάγνωσης γραμμωτού κώδικα σε σούπερ μάρκετ, συσκευές αναπαραγωγής DVD, οθόνες τηλεόρασης και τηλεχειριστήρια στα σπίτια μας, προβολείς και συστήματα παρακολούθησης βίντεο στους κινηματογράφους κ.λπ. Ανίχνευση πλαστών, γεωργία, αισθητήρες, τεχνητή όραση, μικροσκόπια, τηλεσκόπια, λέιζερ, αυτοκινητοβιομηχανία, το εύρος των εφαρμογών είναι τόσο ευρύ που απομένουν ακόμη πολλές καινοτομίες.
Η εκδήλωση πραγματοποιείται κάθε δύο χρόνια από το 2014 και όλο και περισσότερες εταιρείες, ερευνητικά κέντρα, εκπαιδευτικά ιδρύματα και οργανισμοί που ασχολούνται με τη φωτονική από όλο τον κόσμο συμμετέχουν για να προωθήσουν τη σημασία της στην κοινότητα. Αυτή η ημερομηνία επιλέχθηκε επειδή στις 21 Οκτωβρίου 1983, η Γενική Διάσκεψη για τα Βάρη και τα Μέτρα υιοθέτησε μια σταθερή τιμή του 299.792,458 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο για την ταχύτητα του φωτός στο κενό.
Οι ανεπτυγμένες χώρες κατανοούν ότι η φωτονική θα παίξει μεγαλύτερο ρόλο στην παγκόσμια οικονομία. Τα δεδομένα δείχνουν ότι η παγκόσμια αγορά φωτονικών έφτασε €350 δις το 000 και αναμένεται να ανέλθει σε €2011 δις το 615. Η ΕΕ θεωρεί τη φωτονική σε συνδυασμό με τη μικροηλεκτρονική και τη νανοηλεκτρονική, τη νανοτεχνολογία, τη βιοτεχνολογία, τα προηγμένα υλικά και την προηγμένη τεχνολογία κατασκευής ως «βασική τεχνολογία», η οποία είναι οριζόντια, εφαρμόζεται σε μεγάλο αριθμό βιομηχανιών, προωθεί την καινοτομία και συμβάλλει στη μεγάλη κοινωνία. οι προκλήσεις δίνουν λύσεις. Αυτές οι βασικές τεχνολογίες θα δώσουν στις χώρες και τις περιοχές που τις αναπτύσσουν και τις χρησιμοποιούν ηγετικό ρόλο στη δημιουργία προηγμένων, βιώσιμων και πιο πράσινων οικονομιών.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τη φωτονική και τα χαρακτηριστικά της.