פוטוניקה: כל מה שאתה צריך לדעת

La פוטוניקה הוא המדע והטכנולוגיה של יצירה, שליטה וגילוי פוטונים, שהם חלקיקי אור. פוטוניקה עומדת בבסיס הטכנולוגיות של חיי היומיום, מסמארטפונים ועד מחשבים ניידים, אינטרנט, מכשירים רפואיים וטכנולוגיית תאורה. המאה ה-XNUMX תהיה תלויה בפוטוניקה באותה מידה כמו המאה ה-XNUMX באלקטרוניקה.

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על פוטוניקה, מאפייניה וחשיבותה.

מהי פוטוניקה

פוטוניקה היא מדע האור. זוהי הטכנולוגיה של יצירת, בקרה וזיהוי של גלי אור ופוטונים, שהם חלקיקי אור. המאפיינים של גלים ו ניתן להשתמש בפוטונים כדי לחקור את היקום, לטפל במחלות ואפילו לפתור פשעים. מדענים חוקרים אור במשך מאות שנים. צבעי הקשת הם רק חלק קטן מכל טווח גלי האור, הנקרא הספקטרום האלקטרומגנטי. פוטוניקה חוקרת טווח רחב יותר של אורכי גל של קרני גמא רדיו, כולל קרני רנטגן, אולטרה סגול ואינפרא אדום.

רק במאה ה-1960 הוכיח סר אייזק ניוטון שאור לבן מורכב מצבעי אור שונים. בתחילת המאה ה-XNUMX, מקס פלאנק ומאוחר יותר אלברט איינשטיין הציעו שאור הוא גם גל וגם חלקיק, תיאוריה שנויה במחלוקת מאוד באותה תקופה. איך אור יכול להיות שני דברים שונים לחלוטין בו זמנית? ניסויים מאוחרים יותר אישרו את הדואליות הזו של האור. המונח פוטוניקה הופיע בסביבות XNUMX, כאשר תיאודור מימן המציא את הלייזר.

תכונות עיקריות

למרות איננו יכולים לראות את כל הספקטרום האלקטרומגנטי, גלי אור גלוי ובלתי נראה הם חלק מחיי היומיום שלנו. הפוטוניקה נמצאת בכל מקום; במוצרי אלקטרוניקה (סורקי ברקוד, נגני DVD, שלט רחוק לטלוויזיה), תקשורת (אינטרנט), בריאות (ניתוחי עיניים, מכשירים רפואיים), ייצור (חייתוך ועיבוד שבבי בלייזר), הגנה ואבטחה (מצלמות אינפרא אדום, חישה מרחוק), בידור (הולוגרפיה, מופעי לייזר) וכו'.

ברחבי העולם, מדענים, מהנדסים וטכנולוגים עורכים מחקר חדשני בתחום הפוטוניקה. מדע האור נלמד באופן פעיל גם בכיתות ובמוזיאונים, שם מורים ומחנכים חולקים את התשוקה שלהם לתחום עם צעירים ועם הציבור. פוטוניקה פותחת עולם לא ידוע ומרחיק לכת של אפשרויות, מוגבל רק על ידי חוסר דמיון.

חשיבות הפוטוניקה

פוטוניקה מצויה במצלמות דיגיטליות ובמסכים של הסמארטפונים שלנו והיא חיונית לייצור המעגלים המשולבים המרכיבים אותם. יתר על כן, הדיבור והנתונים שאנו שולחים ומקבלים דרך הסמארטפונים שלנו הופכים לפעימות אור דרך רשתות סיבים אופטיים תת-קרקעיים, בדיוק כמו הטקסטים, המוזיקה, התמונות והסרטונים שמגיעים למכשירים שלנו כאשר אנו גולשים באינטרנט. למה להשתמש באור? כי שליחת מידע באמצעותו היא הדבר המהיר, האמין והיעיל ביותר שיש לנו

מצד שני, אור מלאכותי יכול להאריך את אורך היום, להשתמש בו לפעילויות פנאי ופרודוקטיביות ולהעניק ביטחון רב יותר. טכנולוגיית התאורה לא הפסיקה להתפתח, בחיפוש אחר מערכות תאורה יעילות, צדדיות, חסכוניות וידידותיות יותר לסביבה, עברנו מנרות ללדים.

מעולם לא עמד לרשותנו מקור אור כה יעיל, במגוון כל כך של צבעים, עוצמות, כל כך עמיד ועמיד לאורך זמן. נוריות LED נמצאות יותר ויותר בשימוש ברמזורים, פנסי רכב ובבתים, הם גם מסוגלים להדליק ולכבות לפרקי זמן קצרים, בלתי מורגשים לעין האנושית, מה שיאפשר למערכות התאורה שלנו לשרת אותנו בו-זמנית במשך מספר שנים. תאורה וחיבור לאינטרנט מסופקים. טכנולוגיה מתפתחת זו נקראת Li-Fi.

יתרונות

בעזרת אור, אורך, טמפרטורה, דפורמציה, צורתם התלת מימדית של עצמים ומשתנים רבים נוספים, ניתן לבצע מדידות בדיוק ללא תחרות ובצורה לא פולשנית. האור יכול גם לתת לנו מידע על העצם שפולט אותו ועל המדיום דרכו הוא עובר.

לכן, נוכל להשתמש בו כדי לחקור ולהבין את היקום, לזהות נוכחות של מזהמים, לאמת את איכות המזון והמשקאות, את הרעילות של חומרים מסוימים וכו'. ניתן להשתמש באור כדי לתקן בעיות ראייה אצל אנשים, להרוס גידולים בגוף בצורה הרבה פחות פולשנית ופחות כואבת, לאבחן מחלות מסוימות בשלב מוקדם ולספק טיפולים יעילים יותר המשמידים נגעים מבלי לפגוע בארגון הרקמה הבריאה.

פוטוניקה משמשת בחיי היומיום שלנו: קוראי ברקוד בסופרמרקטים, נגני DVD, מסכי טלוויזיה ושלטים בבתים שלנו, מקרנים ומערכות מעקב וידאו בבתי קולנוע וכו'. זיהוי זיופים, חקלאות, חיישנים, ראייה מלאכותית, מיקרוסקופים, טלסקופים, לייזרים, תעשיית הרכב, מגוון היישומים כה רחב עד שעדיין צפויים חידושים רבים.

האירוע מתקיים מדי שנתיים מאז 2014 ונוכחים עוד ועוד חברות, מרכזי מחקר, מוסדות חינוך וארגונים העוסקים בפוטוניקה מכל העולם כדי לקדם את חשיבותו בקהילה. תאריך זה נבחר משום שב-21 באוקטובר 1983 אימצה הוועידה הכללית לענייני משקלים ומידות ערך קבוע של 299.792,458 קילומטרים לשנייה עבור מהירות האור בוואקום.

מדינות מפותחות מבינות שפוטוניקה תמלא תפקיד גדול יותר בכלכלה העולמית. הנתונים מראים ששוק הפוטוניקה העולמי הגיע 350 מיליארד אירו ב-000 וצפוי לעלות ל-2011 מיליארד אירו ב-615. האיחוד האירופי רואה בפוטוניקה בשילוב מיקרו-אלקטרוניקה וננו-אלקטרוניקה, ננוטכנולוגיה, ביוטכנולוגיה, חומרים מתקדמים וטכנולוגיית ייצור מתקדמת כ'טכנולוגיית מפתח', שהיא רוחבית, מיושמת במספר רב של תעשיות, מקדמת חדשנות ותורמת לחברה הגדולה. אתגרים מספקים פתרונות. טכנולוגיות מפתח אלו יעניקו למדינות ואזורים המפתחים ומשתמשים בהם תפקיד מנהיגותי ביצירת כלכלות מתקדמות, בנות קיימא וירוקות יותר.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על פוטוניקה ומאפייניה.