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什么是光子学?

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光子学媒体编辑

光子学是对以光子为量子单位的光和其他类型辐射能的研究。光子学对研究、技术、导航、文化、天文学、法医学和医疗保健的影响塑造了20世纪,现在,在21世纪,光子学继续在科学界理解世界的过程中发挥着至关重要的作用。

光具有波和粒子的特性,其强度根据粒子或光子的数量而变化。当光接触到水、空气或其他物质时,它会以各种各样的方式表现出来,在那里被吸收、反射或散射。iStock.com/d1sk礼貌。


光具有波和粒子的特性,其强度根据粒子或光子的数量而变化。当光接触到水、空气或其他物质时,它会以各种各样的方式表现出来,在那里被吸收、反射或散射。iStock.com/d1sk礼貌。

“Photonics”这个词似乎在1967年或1973年的第一个外观,这取决于美国国家科学院美国美国国家科学院的外国成员的法国物理学家Pierre Aigrain的文章,如“La Photonique”。该术语开始在贝尔实验室和休斯飞机有限公司的新闻稿,报告和内部出版物中看到定期英语使用,并在20世纪80年代大的媒体。欧洲杯用什么软件下注

1982年,贸易杂志光学光谱更名为光学光谱.20世纪80年代末,IEEE激光和电子光学协会成立了一份名为光子学技术信.1995年,国际光学与光子学协会(SPIE)举办了西方光电产业大会。在采用“光子学”这个术语之前,这个领域经常被称为“光学”。国际买球的网站模糊了光学和电子学之间界限的技术被称为“光电子学”,在今天的某些情况下仍在使用。

Laurin出版公司创始人兼首席执行官Teddi Laurin于1967年出版了《光学光谱》杂志的第一期。


Laurin出版公司创始人兼首席执行官Teddi Laurin于1967年出版了《光学光谱》杂志的第一期。

在光线上而不是电力运行的装置具有许多优点,其中第一是速度。光线以大约10倍的电力行进,这意味着通过光子介质(如光纤电缆)传输的数据可以在一小部分中延长距离更长的距离。与电流不同,可见光和红外线梁可以在不相互作用的情况下彼此通过。结果,单个光纤具有同时携带300万台电话呼叫的能力。这些优势在其他方面,继续重新定义现代生活的可能性。

我:历史

古代历史
古埃及人、印度人、罗马人、希腊人、玛雅人和阿兹特克人建造纪念碑和创造艺术,向光致敬,有时使用独特的建筑引入和展示自然形式的光。这些古老的文化中很多都崇拜与太阳有关的神,如太阳神和阿波罗。光与力量、生命和疗愈联系在一起。

古代文明建造庙宇,崇拜与光和太阳有关的神。落日由pixabay/alexas_fotos-686414提供。多亏了pixabay/clker-free vector-images-3736。阿波罗由pixabay/openclipart-vectors-30363提供。


古代文明建造庙宇,崇拜与光和太阳有关的神。落日由pixabay/alexas_fotos-686414提供。多亏了pixabay/clker-free vector-images-3736。阿波罗由pixabay/openclipart-vectors-30363提供。

公元前750年
最早的镜片可以追溯到公元前750年左右,最早的镜片是由抛光水晶制成的——通常是石英。在美索不达米亚、埃及、希腊、巴比伦、北欧国家和其他地方都发现了古代透镜。类似镜片的玻璃物品更早被发现,但它们的用途一直存在争议,因为这些物品可能是装饰性的。

公元前300年
在大约300 b.c.,希腊Mathematician Euclid发布光学这是一本关于视觉几何的手稿,是已知的第一本从数学角度审视视觉的书面著作。该作品影响了后来希腊、伊斯兰和西欧文艺复兴时期的科学家和艺术家的作品。
欧几里得的《光学》是第一部从数学角度审视视觉的著作。Sphere courtesy of iStock.com/DanBrandenburg。Euclid courtesy of pixabay/gdj-1086657。pixabay/ openclipartial -vectors-30363的眼睛。


欧几里德光学是已知的第一部从数学角度审视视觉的著作。Sphere courtesy of iStock.com/DanBrandenburg。Euclid courtesy of pixabay/gdj-1086657。pixabay/ openclipartial -vectors-30363的眼睛。

2世纪

托勒密(部分失传)的作品光学是写的。它涵盖几何光学,处理反射,折射和颜色。

10世纪
波斯数学家伊本·沙尔(Ibn Sahl)的论文《关于燃烧的仪器》(Fi al-'ala al-muhriqa)揭示了透镜的形状,能够在没有几何像差的情况下聚焦光。萨尔被认为是第一个发现折射定律的人,现在被称为斯涅尔定律,以600年后Willebrord Snellius的名字命名。

11世纪
被誉为“现代光学之父”的阿拉伯数学家和物理学家伊本·海萨姆对希腊光学理论进行了全面而系统的分析。海瑟姆写了很多关于光学的书,他是最重要和最有影响力的人光学书籍.这本书在12世纪末被翻译成拉丁文,为后来光学的发展奠定了基础。

伊本·海瑟姆是第一个准确描述人类视觉过程的人。阿尔-海瑟姆,由维基媒体共享提供。背景由pixabay/geralt-9301提供。


伊本·海瑟姆是第一个准确描述人类视觉过程的人。阿尔-海瑟姆,由维基媒体共享提供。背景由pixabay/geralt-9301提供。

11世纪十世纪

许多西方科学家通过创建编译,组织和进一步发展前几代科学家的教科书,通过创建课本的基础知识的基础和阿拉伯人着作。

16世纪
Willebrord Snellius和René Descartes重新发现了折射定律(以Snellius命名的Snell定律),第一次被Ibn Sahl发现是在980年左右。

Willebrord Snellius和René Descartes。由维基媒体共享提供。


Willebrord Snellius和René Descartes。由维基媒体共享提供。

17世纪

第一台已知的显微镜和望远镜被创造出来,重新发明了科学界对生物学、天文学和航海的理解。

一种17世纪的复合显微镜,类似于罗伯特·胡克用来编辑他的《显微记录》的那种。来自剑桥惠普尔科学史博物馆。由安德鲁·邓恩提供。


17世纪的复合显微镜与罗伯特·胡克用来编辑他的作品的显微镜相似字体过小.来自剑桥惠普尔科学史博物馆。由安德鲁·邓恩提供。

1905
Albert Einstein发表“关于涉及光线的生产和转换的启发式观点”,一个明确的理论,该假设在离散量化包中携带光能。

阿尔伯特爱因斯坦,由维基米甸广告的礼貌,由Michael W.Gorth着色。


阿尔伯特·爱因斯坦,由维基梅德米亚的礼貌,由Michael W. Gorth着色。

1916
美国光学学会(OSA)成立,今天被称为光学社会。

1927
Oleg Losev发明了第一个发光二极管。

1930
印度物理学Chandrasekhara Venkata Raman被授予诺贝尔物理学奖,为他在光散射领域的工作以及发现以后命名的现象 - 拉曼散射,这导致了诸如拉曼光谱等后的领域。

1954
第一个Maser是激光的前兆,在Charles Hard Townes,Herbert Zeiger和James Gordon的哥伦比亚大学展示了哥伦比亚大学。

1954年,克利夫顿·塔特尔博士出版了第一本光学工业指南,他是一名退休的伊士曼柯达物理学家。在最初,这个目录是一个小的,单一的卷,一个将显著扩大,最终建立自己作为光学行业的“圣经”。由维基媒体共享提供。


1954年,克利夫顿·塔特尔博士出版了第一本光学工业指南,他是一名退休的伊士曼柯达物理学家。在最初,这个目录是一个小的,单一的卷,一个将显著扩大,最终建立自己作为光学行业的“圣经”。


与赫伯特·j·席格和研究生詹姆斯·p·戈登合作,查尔斯·汤斯在哥伦比亚大学展示了第一个脉泽。氨脉泽是基于爱因斯坦的预测的第一个器件,它通过受激发射首次实现了电磁波的放大和产生。微波激射器的辐射波长略大于1厘米,产生大约10 nW的功率。


与赫伯特·j·席格和研究生詹姆斯·p·戈登合作,查尔斯·汤斯在哥伦比亚大学展示了第一个脉泽。氨脉泽是基于爱因斯坦的预测的第一个器件,它通过受激发射首次实现了电磁波的放大和产生。微波激射器的辐射波长略大于1厘米,产生大约10 nW的功率。


1955
摄影仪表工程师(SPIE)的社会成立。

1960
西奥多·梅曼建造了第一个红宝石激光器。

在1964年显示的Ted Maiman,于1964年在1960年5月建造了世界上第一个可操作的激光。由维基梅德米亚公开提供。


在1964年显示的Ted Maiman,于1964年在1960年5月建造了世界上第一个可操作的激光。由维基梅德米亚公开提供。

1962
Nick Holonyak Jr.诱使第一个可见光谱LED。

Nick Holonyak Jr.S由L. Brian Stauffer /伊利诺伊大学提供。


Nick Holonyak Jr.S由L. Brian Stauffer /伊利诺伊大学提供。

1967
加州大学欧内斯特·o·劳伦斯辐射实验室的卡尔·科赫和科学家们演示了钙原子发出的光子的量子纠缠。

1970
康宁玻璃研究人员罗伯特·毛勒、唐纳德·凯克和彼得·舒尔茨发明了熔硅光纤,比铜线多承载65000倍的信息。

1971
Dennis Gabor被授予诺贝尔物理学奖,为他的发明和全息方法的发展。

1971年诺贝尔物理学奖得主丹尼斯·加伯博士站在麦克唐纳·道格拉斯电子公司制作的肖像全息图旁。由麦克唐尔道格拉斯电子提供的礼貌。


1971年诺贝尔物理学奖得主丹尼斯·加伯博士站在麦克唐纳·道格拉斯电子公司制作的肖像全息图旁。礼貌麦道公司电子产品。

1975
第一款数码相机是由Eastman Kodak的Steven Sasson开发的,使用电荷耦合器件(CCD)图像传感器。

1981
Arthur Leonard Schawlow和Nicolaas Bloembergen因对激光光谱学的发展做出的贡献而获得了诺贝尔物理学奖的一半。Kai M. Siegbahn因其对高分辨率电子能谱研究的贡献而获得另一半奖项。

Arthur Schawlow(左),Nicolaas Bloembergen(中间)和Kai M. Siegbahn(右)。由维基媒体共享提供。


亚瑟Schawlow(左),尼古拉斯克·布洛姆伯根(中间)和Kai M. Siegbahn(右).由维基媒体共享提供。

1982
麻省理工学院的彼得·莫尔顿发明了钛:蓝宝石可调谐固态激光器。

1983
美国总统罗纳德·里根提出了“战略防御计划”,即“星球大战”计划,该计划在军事和国防项目上产生了巨大的资金转移。

1987
伊士曼柯达公司的化学家Tang Ching Wan和Steven Van Slyke创造了第一个实用的OLED。

1988
美国和欧洲之间铺设了第一根跨大西洋光缆TAT-8。

今天,一艘船铺设了横跨太平洋的光纤电缆,并携带了太比特的数据。Hawaiki礼貌。


今天,一艘船铺设了横跨太平洋的光纤电缆,并携带了太比特的数据。Hawaiki礼貌。

1994
哈佛大学物理学家费德里科·卡帕索和他的团队开发了量子级联激光器。

Federico Capasso。由伊丽莎格林德/哈佛大海提供。


Federico Capasso。由伊丽莎格林德/哈佛大海提供。

1997
加州大学圣巴巴拉分校的Shuji Nakamura, Steven DenBaars和James Speck宣布了一种氮化镓(GaN)激光器的开发,该激光器在脉冲操作下能发出明亮的蓝紫色光。

2005
约翰·霍尔和西奥多Hänsch被授予诺贝尔物理学奖的一半,以表彰他们对基于激光的精密光谱学的发展做出的贡献,包括光学频率梳技术。

2014
Stefan Hell, William Moerner和Eric Betzig被授予诺贝尔化学奖,因为他们开发了超分辨荧光显微镜,一种超越阿贝极限的技术。

2018
唐娜·斯特里克兰和Gérard Mourou因啁啾脉冲激光器获得了诺贝尔物理学奖的一半。

Donna strickland(左),GérardMourou(中间),以及亚瑟什金(右)。Strickland由Bengt Nyman提供。Mour口由Joseph Xu / Michigan工程提供。ashkin由亚瑟什金提供。


唐娜·斯特里克兰(左),gérardmourou.(中间)和亚瑟·阿什金(右).Strickland由Bengt Nyman提供。Mour口由Joseph Xu / Michigan工程提供。ashkin.礼貌的亚瑟什金。

Arthur Ashkin被授予光学镊子发明的另一半。

2019
谷歌声称其梧桐处理器实现量子至上。

2020
科学界以持续的创新来纪念激光问世60周年。2020年激光技术的进展包括多原子YbOH分子的激光冷却演示;铥激光焊接;以及全平面太阳泵浦激光器和超快高能黄色激光器的研制。

Laureates Roger Penrose,Reinhard Genzel和Andrea Ghez在2020年的物理学中得到了认可。Genzel和Genzel和Genaz使用自适应光学和红外斑点成像技术,最终将导致奖励。

二:基本技术国际买球的网站

成像:成像用于收集有关世界的物理信息,无论是用智能手机相机捕获一瞬间,还是用光学相干断层扫描的显微外科成像。成像技术和字段的示例包括摄影;国际买球的网站热,多光谱,高光谱,引力,光声,热磁性和斑点成像;和光学相干断层扫描。

弹药测试的热图像。礼貌的FLIR系统。


弹药测试的热图像。礼貌的FLIR系统。

激光:激光器产生高度聚焦和集中的线性光束,是LIDAR,数字投影,成像技术,条形码扫描仪,数据存储等的启用技术。国际买球的网站激光的范围从巨大的同步调节尺寸,可以跨越几英里,长度为微小的Vcsels。各种类型的激光器适用于不同的任务,从切割和焊接,手术和医疗应用中,在自动车辆中的LIDAR系统中使用。

蓝色波长受到许多材料的高度吸收,导致焊接金属的定性和定量优势。显示是Nuburu的AO-150。由努库鲁提供。


蓝色波长受到许多材料的高度吸收,导致焊接金属的定性和定量优势。显示是Nuburu的AO-150。由努库鲁提供。

镜头:
透镜是通过折射聚焦或分散光的透射光学装置。该设备能够完成各种各样的任务,取决于它们的形状,应用如放大,纠正像差和聚焦。各种各样的材料,如石英玻璃、塑料、硼硅酸盐玻璃或硫族化合物,在它们有用的波长、它们处理热量的方式、它们的耐用性等方面都有自己的优缺点。

非球面镜片。由拉克鲁瓦精密光学提供。


非球面镜片。礼貌埃德蒙光学。


镜片坯料由硫属化物材料制成。礼貌的光路技术。国际买球的网站


镜片坯料由硫属化物材料制成。礼貌的光路技术。国际买球的网站


机器视觉:该技术通过非接触光学传感来解释物体或场景的信息。机器视觉已经有了相当大的发展,从执行简单任务的摄像机,到利用深度学习对复杂数据做出明智决定的复杂多光谱设备。随着自动化时代的新篇章开始,机器视觉正允许机器人执行越来越复杂的任务,如拣垃圾。该技术正在改善制造流程、自动驾驶汽车的安全性和医疗成像。

自动玻璃检测系统的高速成像捕捉缺陷。由ATS自动化提供。


自动化玻璃检查系统中的高速成像捕获的缺陷.由ATS自动化提供。


计量:光子学技术使测量比以国际买球的网站往任何时候都更加精确。角度、尺寸、地形、光强和波长都可以精确测量。光学测量的例子包括光学距离测量,激光雷达,飞行时间,光学温度传感器和光谱。

非球面测量的选择包括拼接干涉测量。由埃德蒙光学公司提供。


非球面测量的选择包括拼接干涉测量。由埃德蒙光学公司提供。

显微镜检查:显微镜是光学器件的应用,用于查看微小物体和现象。荧光技术扩展了通过分离特异性蛋白质或细胞可以聚集的信息量。超级化学显微镜通过超越ABBE极限,衍射的理论极限进一步推动技术。

显微镜在历史上一直受到阿贝极限的限制,这是衍射的一个理论极限,尽管超分辨显微镜的极限被超越是一个主要的研究领域。由蔡司提供的3d - pal - m。ITPKA-NGG由M.J. Schell、制服服务大学和蔡司提供。由Marco Fritzche, Mathias Clausen和Christian Eggeling提供,MRC人类免疫单元,Weatherall分子医学研究所,牛津大学。


显微镜在历史上一直受到阿贝极限的限制,这是衍射的一个理论极限,尽管超分辨显微镜的极限被超越是一个主要的研究领域。由蔡司提供的3d - pal - m。ITPKA-NGG由M.J. Schell、制服服务大学和蔡司提供。由Marco Fritzche, Mathias Clausen和Christian Eggeling提供,MRC人类免疫单元,Weatherall分子医学研究所,牛津大学。

光纤:光纤可以通过将玻璃或塑料绘制成直径而不是人的头发稍厚的直径。光纤用于许多应用,但最常见的是光纤通信。光纤通信提供比电缆更长的距离和更高带宽(数据速率)的传输。光纤还用于照明和成像,以及更专业的应用,如光纤传感器和光纤激光器。

与其他媒介相比,一根头发大小的光纤能够传输更多的数据,传输距离更远,传输速度更快。iStock.com/alphaspirit礼貌。


与其他媒介相比,一根头发大小的光纤能够传输更多的数据,传输距离更远,传输速度更快。iStock.com/alphaspirit礼貌。


传感器:
光学传感器将光转换成电子信号,然后由计算机解释。它们有多种用途,包括测量光的变化;解释光数据以生成图像;创建电力;测量温度、速度、压力和振动;零件的计数或定位;并实现非接触式检测。

光谱学:光谱仪使用光学元件来衍射由传感器检测到其最基本的光谱的传入光。每种物质都有一个独特的光谱指纹。现代光谱仪配备有频谱指纹数据库,用于快速识别和数据采集。光谱类型包括拉曼,傅里叶变换,红外和紫外线。光谱学具有生物学,医学,法医学,食品安全和天文学的应用。

用于说明片剂内乙酰氨基酚(蓝色),阿司匹林(红色)和咖啡因(绿色)的分布的过柜台镇痛片剂的拉曼图象。礼貌的ranishaw。


用于说明片剂内乙酰氨基酚(蓝色),阿司匹林(红色)和咖啡因(绿色)的分布的过柜台镇痛片剂的拉曼图象。礼貌的ranishaw。

III:我们世界的光子学


航空: 飞机、无人机、宇宙飞船和卫星都依靠光子技术进行航天导航和信息。配备激光雷达的飞机能够执行困难或有风险的检查和调查。全息技术被用于平视显示器,特别是在军用飞机上。无人机使用摄像头,有时是热能或其他光谱范围的摄像头,比如用于国防,而卫星和航天器使用传感器来监控地球和太空中的情况。

联盟号TMA-15M宇宙飞船脱离了国际空间站上的Rassvet模块。与其他航天器一样,通信和跟踪系统也采用了光子学技术。由美国宇航局提供。


联盟号TMA-15M宇宙飞船脱离了国际空间站上的Rassvet模块。与其他航天器一样,通信和跟踪系统也采用了光子学技术。由美国宇航局提供。

农业:
高光谱成像、光谱学和机器视觉等技术被用于自动化分类、检查和测试,以提高农业和食品安全措施的效率。光管理使水培温室项目成为可能,这使食物可以在不适宜的气候条件下生长。

一种神经网络视觉系统检测草莓的成熟度。由Cyth系统公司提供。


一种神经网络视觉系统检测草莓的成熟度。由Cyth系统公司提供。

灌溉系统中的传感器基于光谱反射率(左图)应用水。由美国农业部提供。主动NDVI近端作物反射传感器安装在一个高通量表型车辆(右)。由德克萨斯州农工大学土壤与作物科学系的Beth Ann Luedeker提供。


灌溉系统中的传感器基于光谱反射率应用水(左).由美国农业部提供。有源NDVI近端裁剪反射传感器安装在高吞吐量表型车辆上(右).由德克萨斯州农工大学土壤与作物科学系的Beth Ann Luedeker提供。

生物学和医学:
在生物学和药物中,光子技术能够提高患者安全性,更有利的结果和早期的疾国际买球的网站病检测。光子技术如内窥镜和国际买球的网站光学相干性断层扫描(OCT)使得能够实现微创手术和微型疗程,允许较短的恢复时间和增加的患者安全性。成像技术,如OCT,使得早期检测诸如青光眼和甚至阿尔茨海默病的疾病。

使用800 nm和1300 nm WP microangioio系统的小鼠皮肤OCT血管造影图像。由Wasatch Photonics提供。


使用800 nm和1300 nm WP microangioio系统的小鼠皮肤OCT血管造影图像。由Wasatch Photonics提供。


心脏细胞(红色)可以用光刺激分散的、专用的、光敏细胞(绿色)。由Entcheva实验室提供。


心脏细胞(红色)可以用光刺激分散的、专用的、光敏细胞(绿色)。由Entcheva实验室提供。


清洁能源:
太阳能电池板中的光伏电池吸收太阳光,并将其转化为更环保的电力或热量。随着量子点、钙钛矿、单粒薄膜等新型光子学技术和材料的出现,太阳能电池板不断得到完善和改进。国际买球的网站非色散红外吸收用于评价生物燃料排放。地质研究和环境监测部分是通过光谱学等技术实现的。国际买球的网站电子产品使用有机发光二极管消耗的能源更少。

经济正在推动太阳能产业。由Istock.com/ryanking999提供。


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两种成熟的豆瓣菜被用作纳米发光植物来照亮约翰·弥尔顿的《失乐园》。由麻省理工学院。


两种成熟的豆瓣用作纳米离子发光植物,以照亮约翰·米尔顿的植物《失乐园》.由麻省理工学院。

通讯:
光子学革命性地改变了电信业,特别是光纤技术,它可以同时传输数百万个电话,并显著提高了互联网速度和连通性。自由空间光通信方法自20世纪初以来就随着日射仪被使用,随着太空旅行的到来——这可能会改善星际通信——它重新获得了兴趣。

卫星形成有效覆盖光通信的星座。礼貌的迈内西奇。


卫星形成有效覆盖光通信的星座。礼貌的迈内西奇。


光纤是21世纪通信的重要组成部分,是5G网络的骨干。iStock.com/kynny礼貌。


光纤是21世纪通信的重要组成部分,是5G网络的骨干。iStock.com/kynny礼貌。

消费类电子产品:
这款现代智能手机包括前置和后置摄像头,带有LED闪光灯、OLED显示屏、红外传感器和VCSEL激光器,用户可以解锁手机、拍摄视频和图片,并进行信息交流。摄像技术使摄影师和电影制作人能够在更具挑战性的光照条件下捕捉动作。

三星QLED电视,使用量子点技术。由三星提供。


三星QLED电视,使用量子点技术。由三星提供。

这款现代智能手机包括前置和后置摄像头,带有LED闪光灯、OLED显示屏、红外传感器和VCSEL激光器,用户可以解锁手机、拍摄视频和图片,并进行信息交流。量子点被用于最新一代的平板电视。由iStock.com/Spencer Whalen提供。


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环境监测:
光谱法,红外和紫外线感测,显微镜和其他光子技术用于收集有关土壤,水和空气质量的信息,以及帮助生物研究。国际买球的网站与较旧的技术相比,这些技术特别有利,因为它们是非破坏性的。

西班牙罗达基拉尔附近的洛斯托洛斯火山中心的自然彩色合成图像(上),由机载高光谱成象仪成像(中),以及由HyMAP成象仪获得的额外数据叠加后(下),揭示了该地区的热液蚀变矿物学。红色的区域可能有金矿化。红色表示岩石的强烈蚀变,以及明矾石和高岭石等矿物的存在。绿色区域与变化有关,但在较低的温度和压力下。蓝色区域是未蚀变的火山岩和沉积岩。由特文特大学的Frank van Ruitenbeek提供。数据来源:德国DLR。


西班牙罗达基拉尔附近的洛斯托洛斯火山中心,这是一幅自然彩色合成图片(上),当由空降超光谱成像仪成像时(中间)当HyMAP成象仪上的额外数据被叠加时,就能揭示该地区的热液蚀变矿物学特征(底部).红色的区域可能有金矿化。红色表示岩石的强烈蚀变,以及明矾石和高岭石等矿物的存在。绿色区域与变化有关,但在较低的温度和压力下。蓝色区域是未蚀变的火山岩和沉积岩。由特文特大学的Frank van Ruitenbeek提供。数据来源:德国DLR。

灯光:
灯泡的发明是历史上最重要的发明之一,照明技术的发展一直持续到今天。目前的重点是具有成本效益和高效的光源,如led,以及满足研究应用的特定光谱要求的光源。LED技术制造出了更高效、更持久的灯泡,以及更清晰的显示技术,并在商业和研究领域得到越来越多的应用。国际买球的网站

嵌入式LED和荧光灯灯具在建筑照明中起着越来越痛心的作用。由飞利浦提供。


嵌入式LED和荧光灯灯具在建筑照明中起着越来越痛心的作用。由飞利浦提供。

制造业:
由于成像和计算技术的进步,21世纪开启了制造业自动化时代的新篇章。装配线上的机器人执行越来越复杂的任务,比如拾取箱子,在机器视觉的帮助下,机器人从箱子中拾取零件。在零件切割和焊接的制造过程中,激光的使用频率也更高。

激光越来越多地用于切割应用,聚焦光束用于烧蚀材料或将图案切割到材料的非常精确的深度。超快激光器通常用于切割金属,不产生HAZ(热影响区)。激光也用于标记、钻孔、烧蚀和纹理表面。istock - 10696683。iStock.com/durigonale礼貌。


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机器视觉有助于工业物联网(IIoT)中普遍网络化和高度自动化的过程。由MVTec软件有限公司提供。


机器视觉有助于工业物联网(IIoT)中普遍网络化和高度自动化的过程。由MVTec软件有限公司提供。

运输: 随着自动驾驶汽车变得越来越复杂,光子学在汽车和交通行业扮演着越来越重要的角色。激光雷达和其他3D成像技术已经成为自动驾驶汽车的实现技术,而其他技术,如检测盲点障碍的光学传感技术,也在驾驶车辆中越来越受欢国际买球的网站迎。

自主车辆的未来派汽车驾驶舱。明天的无人驾驶汽车将依赖于LIDAR,3D成像和导航热敏的混合。由Istock.com/MetamorWorks提供。


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四:新兴领域


量子技术:量子物理是另一个与光子学相交叉的科学领域。量子理论最初是由马克斯·普朗克在20世纪初提出的,随后是阿尔伯特·爱因斯坦发展的理论基础。量子物理学使人们对整个世界有了更好的理解,并激发了许多技术。国际买球的网站随着经典物理被推向其极限,量子物理正日益成为一个有趣的领域。随着对原子和量子的微小阴谋的更深入的了解,更高效和先进的设备可以被创造出来。

依靠子颗粒行为,量子传感器利用量子态的高灵敏度。这些传感器越来越多地被视为一种启示技术,具有医学,防御,通信和能源的潜在应用。它们可用于生物成像,磁场感测,甚至是重力波的检测,如2015年通过Ligo系统完成的。

量子计算在普通计算机能够优于传统的超级计算机系统或完成传统不可能的任务时,通常被称为“Quantum Supremacy的比赛”的速度很大。谷歌在2019年10月索赔了Quantum至上,其54个Qubit处理器Sycamore。处理器能够在200秒内完成随机数处理任务,谷歌声称将需要一个超级计算机10,000年来完成。IBM对索赔有争议,竞争其首脑会议超级计算机可以在2.5天内完成任务。

量子计算对国家网络安全有重大影响,因此量子霸权的竞争。量子计算机有潜力在几秒钟内突破即使是基于传统计算的最先进的安全系统。世界范围内发展量子技术的强烈动机明显表现在用于这项任务的政府资金的显著增加。国际买球的网站

用分形元素图解的原子和量子波。iStock.com/agsandrew礼貌。


用分形元素图解的原子和量子波。iStock.com/agsandrew礼貌。

硅光子学:数据中心不断增长的数据存储需求和5G技术的出现,推动了硅光收发器市场的增长。

硅纳米光电学技术已经用于今天的数据中心系统到系统连接。在未来,该技术将进入服务器内的芯片之间的连接,最终在芯片本身的部分之间。这种进化是对较短且较短的距离更高且较高的速度越高的移动电子的难度的响应。直到最近,数据中心中的链接的最先进的传输速率为100 Gbit / s。该行业将很快部署400个Gbit / s的价格,在地平线上具有更快的速度。传输速率的增加意味着硅纳米光电学解决方案将深入了解通信结构。数据中心应用程序现在是初级商业兴趣,未来在陀螺仪和激光乐队中的应用。

石墨烯和其他二维材料正在发展成为光子集成电路的有源元件。在该图像中,光子调制器(底行)在从连续波输入激光器雕刻的数字脉冲中编码数据。通过芯片集成的光电探测器(顶部行)检测这些脉冲。可以集成在同一电路上的其他光学部件,例如环形滤波器和分束器。礼貌的r.j.Shiue和D. Englund。


石墨烯和其他二维材料正在发展成为光子集成电路的有源元件。在这幅图中,光子调制器(底下一行)对从连续波输入激光中雕刻出来的数字脉冲数据进行编码。这些脉冲由芯片集成的光电探测器检测(上面一行).可以集成在同一电路上的其他光学部件,例如环形滤波器和分束器。礼貌的r.j.Shiue和D. Englund。

光遗传学: 光遗传学是利用光来控制活组织中的细胞,通常是通过基因修饰来表达光敏离子通道的神经元。这项技术进一步加深了人们对特定细胞类型如何影响生物组织功能(如神经回路)的理解。它还有助于深入了解神经和精神疾病,如帕金森病、自闭症、分离性身份识别障碍、药物滥用、焦虑和抑郁。

激光既可用于刺激神经元,也可通过荧光探针(如转基因钙指示剂)绘制连接神经元的活动。由伦敦大学学院提供。


激光既可用于刺激神经元,也可通过荧光探针(如转基因钙指示剂)绘制连接神经元的活动。由伦敦大学学院提供。

等离子上:研究等离子体(等离子体的量子单位)的光子学的子集被称为等离子体。根据自然光子学该科学利用了光与金属中的电子等电荷的耦合,并允许打破光在亚波长维度上的局部化的衍射极限。该技术是一个新兴领域,但在某些光谱区域的能量损失问题仍然存在。等离子体的潜在应用包括化学和生物传感、亚波长成像和超级透镜、负折射率材料和隐形,以及太阳能电池。

上面的等离子体结构类似于焊接和漏斗,通过扫描近场光学显微镜测量来动力和无限期地进行光力和无限期。由艾拉玛鲁工作室提供。


上面的等离子体结构类似于焊接和漏斗,通过扫描近场光学显微镜测量来动力和无限期地进行光力和无限期。由艾拉玛鲁工作室提供。

参考文献

http://www.op-tec.org/what-is-photonics
https://www.innoget.com/what-is-photonics.
https://www.nature.com/collections/vznrtlrjyx.
https://www.quora.com/What-are-the-potential-applications-of-plasmonics
https://www.thoughtco.com/birth-of-fiber-optics-4091837
https://research.britishmuseum.org/research/collection_online/collection_object_details.aspx?objectId=369215&partId=1
http://philomatica.org/wp-content/uploads/2013/01/optics-of-euclid.pdf.
https://doi.org/10.1086/355456
https://doi.org/10.1086/350266
https://www.britannica.com/science/Snells-law
https://interestingengineering.com/a-brief-history-of-the-telescope-from-1608-to-gamma-rays
https://www.osa.org/en-us/history/chronological/
//www.envirozel.com/articles/a_history_of_the_laser_1960___2019/A42279.
https://www.ulsinc.com/learn/history-of-lasers
https://books.google.com/books?id=4omu7rbgpquc&pg=pa114&hl=en#v=onepage&q&f=false.
https://www.diyphotography.net/worlds-first-digital-camera-introduced-man-invented/
https://www.sil.si.edu/Exhibitions/Underwater-Web/uw-optic-05.htm
https://www.bell-labs.com/about/recognition/2014-super-resolved-fluorescence-microscopy/
//www.envirozel.com/Articles/Sycamore_vs_Summit_Google_Claims_Quantum/p6/v177/i1181/a65230
https://en.wikipedia.org/wiki/Ti-sapphire_laser
http://photonicsgr.com/history-of-photonics/
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_deity


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术语表
光子学
产生和利用以光子为量子单位的光和其他形式的辐射能的技术。该科学包括光的发射、传输、偏转、放大和光学元件和仪器的检测、激光和其他光源、光纤、光电仪器、相关硬件和电子和复杂的系统。光子学的应用范围从能源生产到检测到通信和…
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