La fotonika a fotonok – amelyek a fény részecskéi – előállításának, szabályozásának és kimutatásának tudománya és technológiája. A fotonika a mindennapi élet technológiáinak alapja, az okostelefonoktól a laptopokig, az internetig, az orvosi műszerekig és a világítástechnikáig. A XNUMX. század éppúgy függ majd a fotonikától, mint a XNUMX. század az elektronikától.
Ebben a cikkben mindent elmondunk, amit a fotonikáról, annak jellemzőiről és fontosságáról tudni kell.
mi az a fotonika
A fotonika a fény tudománya. Ez a fényhullámok és fotonok – amelyek fényrészecskék – generálására, szabályozására és detektálására szolgáló technológia. A hullámok tulajdonságai és a fotonok felhasználhatók az univerzum felfedezésére, betegségek kezelésére és akár bűncselekmények megoldására is. A tudósok több száz éve vizsgálják a fényt. A szivárvány színei csak egy kis részét képezik az elektromágneses spektrumnak nevezett teljes fényhullámtartománynak. A fotonika a rádió-gamma-sugárzás hullámhosszainak szélesebb skáláját kutatja, beleértve a röntgen-, ultraibolya- és infravörös sugarakat.
Sir Isaac Newton csak a 1960. században mutatta be, hogy a fehér fény különböző színű fényekből áll. A XNUMX. század elején Max Planck és később Albert Einstein azt javasolta, hogy a fény egyszerre hullám és részecske is, ami akkoriban nagyon vitatott elmélet volt. Hogyan lehet a fény egyszerre két teljesen különböző dolog? Későbbi kísérletek megerősítették a fény kettősségét. A fotonika kifejezés XNUMX körül jelent meg, amikor Theodore Maiman feltalálta a lézert.
Főbb jellemzők
Bár Nem láthatjuk a teljes elektromágneses spektrumot, a látható és láthatatlan fényhullámok mindennapi életünk részét képezik. A fotonika mindenhol jelen van; a fogyasztói elektronikában (vonalkód-leolvasók, DVD-lejátszók, TV-távirányítók), telekommunikációban (internet), egészségügyben (szemsebészet, orvosi eszközök), gyártásban (lézeres vágás és megmunkálás), védelemben és biztonságban (kamerák infravörös, távérzékelés), szórakoztatásban (holográfia, lézershow) stb.
Világszerte tudósok, mérnökök és technológusok végeznek élvonalbeli kutatásokat a fotonika területén. A fénytudományt tantermekben és múzeumokban is aktívan oktatják, ahol a tanárok és oktatók megosztják a terület iránti szenvedélyüket a fiatalokkal és a nyilvánossággal. A fotonika a lehetőségek ismeretlen és messzire mutató világát nyitja meg, csak a képzelet hiánya szab határt.
A fotonika jelentősége
A fotonika megtalálható a digitális fényképezőgépekben és okostelefonjaink képernyőjén, és elengedhetetlen az ezeket alkotó integrált áramkörök gyártásához. Továbbá az okostelefonunkon keresztül küldött és fogadott beszéd és adat fényimpulzusokká alakul át földalatti optikai hálózatokon keresztül, akárcsak azokat a szövegeket, zenéket, képeket és videókat, amelyek a weben való böngészés során eljutnak eszközeinkhez. Miért használjunk fényt? Mert a rajta keresztüli információküldés a leggyorsabb, legmegbízhatóbb és leghatékonyabb dolgunk
Másrészt a mesterséges fény meghosszabbíthatja a nap hosszát, rekreációs és produktív tevékenységekre használhatja, és nagyobb biztonságot nyújthat. A világítástechnika fejlődése nem állt meg, a hatékonyabb, sokoldalúbb, gazdaságosabb és környezetbarát világítási rendszerek keresésében a gyertyáktól a LED-ekig tértünk át.
Még soha nem állt rendelkezésünkre ilyen hatékony fényforrás, ilyen sokféle színben, intenzitásban, ennyire tartós és tartós. A LED-eket egyre gyakrabban használják közlekedési lámpákban, autók fényszóróiban és otthonokban, rövid, emberi szem számára észrevehetetlen ideig tartó be- és kikapcsolásra is képesek, ami lehetővé teszi, hogy világítási rendszereink több éven át egyszerre szolgáljanak ki bennünket. Világítás és internet kapcsolat biztosított. Ezt a feltörekvő technológiát Li-Fi-nek hívják.
előnyök
A fény, a hossz, a hőmérséklet, az alakváltozás, a tárgyak háromdimenziós alakja és sok más változó segítségével páratlan pontossággal és non-invazív módon lehet méréseket végezni. A fény az azt kibocsátó tárgyról és a közegről is adhat információt, amelyen keresztül halad.
Ezért felhasználhatjuk az univerzum felfedezésére és megértésére, a szennyeződések jelenlétének kimutatására, az ételek és italok minőségének, bizonyos anyagok toxicitásának, stb. A fény felhasználható az emberek látási problémáinak orvoslására, sokkal kevésbé invazív és kevésbé fájdalmas módon elpusztítja a szervezetben lévő daganatokat, korai stádiumban diagnosztizál bizonyos betegségeket, és hatékonyabb kezeléseket biztosít, amelyek elpusztítják az elváltozásokat anélkül, hogy károsítanák az egészséges szövetek szervezetét.
A fotonikát mindennapi életünkben használjuk: vonalkód-leolvasókat a szupermarketekben, DVD-lejátszókat, tévéképernyőket és távirányítókat otthonunkban, kivetítőket és videó megfigyelő rendszereket a mozikban stb. Hamisításfelderítés, mezőgazdaság, érzékelők, mesterséges látás, mikroszkópok, teleszkópok, lézerek, autóipar, az alkalmazások köre olyan széles, hogy még sok újítás vár ránk.
Az esemény 2014 óta kétévente kerül megrendezésre, és egyre több fotonikával foglalkozó cég, kutatóközpont, oktatási intézmény és szervezet érkezik a világ minden tájáról, hogy népszerűsítse a fotonikával a közösségben betöltött jelentőségét. Ezt a dátumot azért választották, mert 21. október 1983-én az Általános Súly- és Mértékkonferencia állandó értéket fogadott el. 299.792,458 XNUMX XNUMX kilométer/másodperc a fénysebesség vákuumban.
A fejlett országok megértik, hogy a fotonika nagyobb szerepet fog játszani a világgazdaságban. Az adatok azt mutatják, hogy a globális fotonika piac elérte 350 milliárd euró 000-ben, és várhatóan 2011 milliárd euróra emelkedik 615-ban. Az EU a mikroelektronikával és a nanoelektronikával, a nanotechnológiával, a biotechnológiával, a fejlett anyagokkal és a fejlett gyártási technológiával kombinált fotonikát „kulcstechnológiának” tekinti, amely horizontális, számos iparágban alkalmazzák, elősegíti az innovációt és hozzájárul a nagyszerű társadalomhoz. a kihívások megoldást kínálnak. Ezek a kulcsfontosságú technológiák vezető szerepet biztosítanak majd az ezeket fejlesztő és használó országoknak és régióknak a fejlett, fenntartható és zöldebb gazdaságok létrehozásában.
Remélem, hogy ezen információk birtokában többet megtudhat a fotonikáról és jellemzőiről.