La fotonika je znanost in tehnologija ustvarjanja, nadzora in odkrivanja fotonov, ki so delci svetlobe. Fotonika podpira tehnologije vsakdanjega življenja, od pametnih telefonov do prenosnikov, interneta, medicinskih instrumentov in svetlobne tehnologije. XNUMX. stoletje bo tako odvisno od fotonike kot XNUMX. stoletje od elektronike.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o fotoniki, njenih značilnostih in pomenu.
kaj je fotonika
Fotonika je znanost o svetlobi. Gre za tehnologijo ustvarjanja, nadzora in detekcije svetlobnih valov in fotonov, ki so svetlobni delci. Lastnosti valov in fotone je mogoče uporabiti za raziskovanje vesolja, zdravljenje bolezni in celo reševanje zločinov. Znanstveniki preučujejo svetlobo že sto let. Barve mavrice so le majhen del celotnega spektra svetlobnih valov, ki se imenuje elektromagnetni spekter. Photonics raziskuje širši razpon valovnih dolžin radijskih gama žarkov, vključno z rentgenskimi, ultravijoličnimi in infrardečimi žarki.
Šele v 1960. stoletju je Sir Isaac Newton dokazal, da je bela svetloba sestavljena iz različnih barv svetlobe. V začetku XNUMX. stoletja sta Max Planck in pozneje Albert Einstein predlagala, da je svetloba hkrati val in delec, kar je bila takrat zelo kontroverzna teorija. Kako sta lahko svetloba dve popolnoma različni stvari hkrati? Kasnejši poskusi so potrdili to dvojnost svetlobe. Izraz fotonika se je pojavil okoli leta XNUMX, ko je Theodore Maiman izumil laser.
Glavne značilnosti
Čeprav Ne moremo videti celotnega elektromagnetnega spektra, vidni in nevidni svetlobni valovi so del našega vsakdana. Fotonika je povsod; v potrošniški elektroniki (skenerji črtne kode, DVD predvajalniki, daljinski upravljalniki za TV), telekomunikacijah (internet), zdravstvu (očesna kirurgija, medicinski pripomočki), proizvodnji (lasersko rezanje in strojna obdelava), obrambi in varnosti (infrardeče kamere, daljinsko zaznavanje), zabavi (holografija, laserske oddaje) itd.
Po vsem svetu znanstveniki, inženirji in tehnologi izvajajo vrhunske raziskave na področju fotonike. Znanost o svetlobi se aktivno poučuje tudi v učilnicah in muzejih, kjer učitelji in vzgojitelji svojo strast do področja delijo z mladimi in javnostjo. Fotonika odpira neznan in daljnosežen svet možnosti, omejeno le s pomanjkanjem domišljije.
Pomen fotonike
Fotoniko najdemo v digitalnih fotoaparatih in na zaslonih naših pametnih telefonov in je bistvenega pomena za izdelavo integriranih vezij, ki jih sestavljajo. Poleg tega se govor in podatki, ki jih pošiljamo in prejemamo prek naših pametnih telefonov, pretvorijo v svetlobne impulze prek podzemnih optičnih omrežij, tako kot besedila, glasba, slike in videoposnetki, ki dosežejo naše naprave, ko brskamo po spletu. Zakaj uporabljati svetlobo? Ker je pošiljanje informacij prek njega najhitrejša, najbolj zanesljiva in učinkovita stvar, ki jo imamo
Po drugi strani pa lahko umetna svetloba podaljša dolžino dneva, jo uporabi za rekreacijske in produktivne dejavnosti ter poskrbi za večjo varnost. Svetlobna tehnologija se ni nehala razvijati, v iskanju učinkovitejših, vsestranskih, varčnejših in okolju prijaznih sistemov razsvetljave smo od sveč prešli na LED.
Tako učinkovitega svetlobnega vira, v tako različnih barvah, jakostih, tako obstojnega in dolgotrajnega, še nismo imeli na voljo. LED diode se vse pogosteje uporabljajo v semaforjih, avtomobilskih žarometih in v domovih, Prav tako se lahko vklopijo in izklopijo za kratek čas, neopazen za človeško oko, kar nam bo omogočilo, da nam naši svetlobni sistemi služijo hkrati več let. Zagotovljena je razsvetljava in internetna povezava. Ta nastajajoča tehnologija se imenuje Li-Fi.
koristi
S pomočjo svetlobe, dolžine, temperature, deformacije, tridimenzionalne oblike predmetov in številnih drugih spremenljivk je mogoče meritve izvajati z neprimerljivo natančnostjo in na neinvaziven način. Svetloba nam lahko poda tudi informacije o predmetu, ki jo oddaja, in o mediju, skozi katerega potuje.
Zato lahko z njim raziskujemo in razumemo vesolje, odkrivamo prisotnost onesnaževal, preverjamo kakovost hrane in pijače, toksičnost določenih snovi itd. Svetloba se lahko uporablja za odpravljanje težav z vidom pri ljudeh, uničiti tumorje v telesu na veliko manj invaziven in manj boleč način, diagnosticirati določene bolezni v zgodnji fazi in zagotoviti učinkovitejša zdravljenja, ki uničujejo lezije, ne da bi poškodovala organizacijo zdravega tkiva.
Fotonika se uporablja v našem vsakdanjem življenju: čitalniki črtnih kod v supermarketih, DVD predvajalniki, televizijski zasloni in daljinski upravljalniki v naših domovih, projektorji in videonadzorni sistemi v kinematografih itd. Odkrivanje ponaredkov, kmetijstvo, senzorji, umetni vid, mikroskopi, teleskopi, laserji, avtomobilska industrija, obseg uporabe je tako širok, da je pred nami še veliko novosti.
Dogodek poteka vsaki dve leti od leta 2014 in se udeležuje čedalje več podjetij, raziskovalnih centrov, izobraževalnih ustanov in organizacij, ki se ukvarjajo s fotoniko z vsega sveta, da bi promovirali njen pomen v skupnosti. Ta datum je bil izbran, ker je 21. oktobra 1983 Generalna konferenca za uteži in mere sprejela konstantno vrednost 299.792,458 kilometrov na sekundo za hitrost svetlobe v vakuumu.
Razvite države razumejo, da bo fotonika igrala večjo vlogo v svetovnem gospodarstvu. Podatki kažejo, da je dosegel svetovni trg fotonike 350 milijard evrov leta 000 in naj bi se leta 2011 povzpel na 615 milijard evrov. EU obravnava fotoniko v kombinaciji z mikroelektroniko in nanoelektroniko, nanotehnologijo, biotehnologijo, naprednimi materiali in napredno proizvodno tehnologijo kot „ključno tehnologijo“, ki je horizontalna, se uporablja v velikem številu panog, spodbuja inovacije in prispeva k veliki družbi. izzivi ponujajo rešitve. Te ključne tehnologije bodo državam in regijam, ki jih razvijajo in uporabljajo, dale vodilno vlogo pri ustvarjanju naprednih, trajnostnih in bolj zelenih gospodarstev.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o fotoniki in njenih značilnostih.