La fotonika yra fotonų, kurie yra šviesos dalelės, generavimo, valdymo ir aptikimo mokslas ir technologija. Fotonika yra kasdienio gyvenimo technologijų pagrindas – nuo išmaniųjų telefonų iki nešiojamųjų kompiuterių, interneto, medicinos instrumentų ir apšvietimo technologijų. XXI amžius nuo fotonikos priklausys tiek pat, kiek XX amžius nuo elektronikos.
Šiame straipsnyje papasakosime viską, ką reikia žinoti apie fotoniką, jos ypatybes ir svarbą.
kas yra fotonika
Fotonika yra šviesos mokslas. Tai šviesos bangų ir fotonų, kurie yra šviesos dalelės, generavimo, valdymo ir aptikimo technologija. Bangų savybės ir fotonai gali būti naudojami tyrinėjant visatą, gydant ligas ir net sprendžiant nusikaltimus. Mokslininkai šviesą tyrinėjo šimtus metų. Vaivorykštės spalvos yra tik maža dalis viso šviesos bangų diapazono, vadinamo elektromagnetiniu spektru. Fotonika tiria platesnį radijo gama spindulių bangų ilgių diapazoną, įskaitant rentgeno, ultravioletinius ir infraraudonuosius spindulius.
Tik XVII amžiuje seras Izaokas Niutonas pademonstravo, kad baltą šviesą sudaro skirtingų spalvų šviesa. XX amžiaus pradžioje Maxas Planckas, o vėliau Albertas Einšteinas pasiūlė, kad šviesa yra ir banga, ir dalelė, o tai tuo metu buvo labai prieštaringa teorija. Kaip šviesa gali būti du visiškai skirtingi dalykai vienu metu? Vėlesni eksperimentai patvirtino šį šviesos dvilypumą. Terminas fotonika atsirado apie 1960 m., kai Theodore'as Maimanas išrado lazerį.
pagrindinės funkcijos
Nors Negalime matyti viso elektromagnetinio spektro, matomos ir nematomos šviesos bangos yra mūsų kasdienio gyvenimo dalis. Fotonika yra visur; buitinės elektronikos (brūkšninių kodų skaitytuvai, DVD grotuvai, televizoriaus nuotolinio valdymo pultai), telekomunikacijų (interneto), sveikatos (akių chirurgijos, medicinos prietaisų), gamybos (pjovimas lazeriu ir apdirbimas), gynybos ir saugumo (kameros infraraudonųjų spindulių, nuotolinis stebėjimas), pramogų srityse (holografija, lazerių šou) ir kt.
Visame pasaulyje mokslininkai, inžinieriai ir technologai atlieka pažangiausius tyrimus fotonikos srityje. Šviesos mokslas taip pat aktyviai mokomas klasėse ir muziejuose, kur mokytojai ir pedagogai dalijasi aistra šiai sričiai su jaunimu ir visuomene. Fotonika atveria nežinomą ir toli siekiantį galimybių pasaulį, riboja tik fantazijos stoka.
Fotonikos svarba
Fotonika randama skaitmeniniuose fotoaparatuose ir mūsų išmaniųjų telefonų ekranuose ir yra būtina juos sudarančių integrinių grandynų gamybai. Be to, kalba ir duomenys, kuriuos siunčiame ir gauname išmaniaisiais telefonais, paverčiami šviesos impulsais per požeminius šviesolaidinius tinklus, kaip ir tekstai, muzika, vaizdai ir vaizdo įrašai, kurie pasiekia mūsų įrenginius, kai naršome internete. Kodėl naudoti šviesą? Nes informacijos siuntimas per jį yra greičiausias, patikimiausias ir efektyviausias dalykas
Kita vertus, dirbtinė šviesa gali pailginti dienos trukmę, panaudoti ją rekreacinei ir produktyviai veiklai bei suteikti didesnį saugumą. Apšvietimo technologijos nenustojo tobulėti, ieškodami efektyvesnių, universalesnių, ekonomiškesnių ir aplinką tausojančių apšvietimo sistemų, nuo žvakių perėjome prie LED.
Dar niekada neturėjome tokio efektyvaus šviesos šaltinio, tokio įvairių spalvų, intensyvumo, tokio patvaraus ir ilgaamžio. LED vis dažniau naudojami šviesoforuose, automobilių priekiniuose žibintuose ir namuose, jie taip pat gali įsijungti ir išjungti trumpam, žmogaus akiai nepastebtam laikui, o tai leis mūsų apšvietimo sistemoms vienu metu tarnauti kelerius metus. Suteikiamas apšvietimas ir interneto ryšys. Ši nauja technologija vadinama Li-Fi.
nauda
Naudojant šviesą, ilgį, temperatūrą, deformaciją, objektų trimatę formą ir daugybę kitų kintamųjų, matavimus galima atlikti neprilygstamu tikslumu ir neinvaziniu būdu. Šviesa taip pat gali suteikti mums informacijos apie ją skleidžiantį objektą ir terpę, kuria ji sklinda.
Todėl galime jį naudoti norėdami ištirti ir suprasti visatą, aptikti teršalų buvimą, patikrinti maisto ir gėrimų kokybę, tam tikrų medžiagų toksiškumą ir kt. Šviesa gali būti naudojama žmonių regėjimo problemoms ištaisyti, kur kas mažiau invaziniu ir mažiau skausmingu būdu sunaikinti organizme esančius navikus, ankstyvoje stadijoje diagnozuoti tam tikras ligas ir suteikti veiksmingesnius gydymo būdus, kurie naikina pažeidimus nepažeidžiant sveikų audinių organizacijos.
Fotonika naudojama mūsų kasdieniame gyvenime: brūkšninių kodų skaitytuvai prekybos centruose, DVD grotuvai, televizorių ekranai ir nuotolinio valdymo pultai mūsų namuose, projektoriai ir vaizdo stebėjimo sistemos kino teatruose ir kt. Klastočių aptikimas, žemės ūkis, jutikliai, dirbtinis matymas, mikroskopai, teleskopai, lazeriai, automobilių pramonė, pritaikymo spektras toks platus, kad dar laukia daug naujovių.
Renginys vyksta kas dvejus metus nuo 2014 m., kuriame dalyvauja vis daugiau įmonių, tyrimų centrų, švietimo įstaigų ir organizacijų, užsiimančių fotonika iš viso pasaulio, siekdamos pabrėžti jos svarbą bendruomenėje. Ši data pasirinkta, nes 21 m. spalio 1983 d. Generalinė svorių ir matų konferencija patvirtino pastovią 299.792,458 XNUMX XNUMX kilometrai per sekundę šviesos greičiui vakuume.
Išsivysčiusios šalys supranta, kad fotonika vaidins didesnį vaidmenį pasaulio ekonomikoje. Duomenys rodo, kad pasaulinė fotonikos rinka pasiekė 350 mlrd. eurų 000 m., o tikimasi, kad 2011 m. padidės iki 615 mlrd.. ES mano, kad fotonika kartu su mikroelektronika ir nanoelektronika, nanotechnologijomis, biotechnologijomis, pažangiomis medžiagomis ir pažangiomis gamybos technologijomis yra „pagrindinė technologija“, kuri yra horizontali, taikoma daugelyje pramonės šakų, skatina inovacijas ir prisideda prie didelės visuomenės. iššūkiai pateikia sprendimus. Šios pagrindinės technologijos suteiks jas kuriančioms ir naudojančioms šalims ir regionams vadovaujantį vaidmenį kuriant pažangią, tvarią ir ekologiškesnę ekonomiką.
Tikiuosi, kad naudodamiesi šia informacija galėsite daugiau sužinoti apie fotoniką ir jos ypatybes.