Ֆոտոնիկա

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ուլտրալայնաշերտ լազերային փնջի տեսքը, ելքային մանրաթելերից,առանց շեղումների․

Ֆոտոնիկա, ֆիզիկայի բաժին, ուսումնասիրում է օպտիկական ազդանշանները, ինչպես նաև աստեղծում է դրա հիման վրա աշխատող տարբեր նշանակության սարքեր[1]։

Ընդհանուր տեղեկություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆոտոնիկան, ըստ էության, էլեկտրոնիկայի անալոգն է, որը էլեկտրոնների փոխարեն օգտագործում է էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտներ`ֆոտոններ: Այսինքն ՝ այն զբաղվում է ազդանշանների մշակման ֆոտոնային տեխնոլոգիաներով, ինչը կապված է զգալիորեն ավելի քիչ էներգիայի կորստի հետ, ինչը նշանակում է, որ ունի փոքրացնելու մեծ հնարավորություն ։

Այսպիսով, ֆոտոնիկան՝

  • ուսումնասիրում է ֆոտոնների գեներացումը, կառավարումը և հայտնաբերումը /տեսանելի լույսի և դրան մոտ սպեկտրում/: Այդ թվում, ուլտրամանուշակագույն (ալիքի երկարությունը 10 ... 380 նմ), երկար ալիքի ինֆրակարմիր (ալիքի երկարությունը 15 ... 150 միկրոմետր) և գերինֆրա սպեկտրի (օրինակ, 2 ... 4 ՏՀց համապատասխանում ալիքի երկարությունը 75 ... 150 միկրոմետր) տիրույթները, որտեղ այսօր ակտիվորեն զարգանում է քվանտային կասկադային լազերները։
  • զբաղվում է օպտիկական ազդանշանների վերահսկմամբ, փոխակերպմամբ և ունի լայն կիրառություն՝ օպտիկական մանրաթելերի միջոցով տեղեկատվության փոխանցումից մինչև նոր սենսորների ստեղծում, որոնք ունակ են լուսային ազդանշանները մոդուլյացնելու, նույնիսկ շրջակա միջավայրի ամենափոքր փոփոխությունների դեպքում[2][3]։

Ֆոտոնիկան ընդգրկում է օպտիկական, էլեկտրոօպտիկական և օպտիկաէլեկտրոնային սարքերի լայն տեսականին և դրանց բազմազան կիրառությունները։ Ֆոտոնիկայի հետազոտության հիմնական ոլորտները ներառում են մանրաթելային և ինտեգրալ օպտիկան, այդ թվում՝ ոչ գծային օպտիկան, կիսահաղորդչային միացությունների ֆիզիկան և տեխնոլոգիան, կիսահաղորդչային լազերները, օպտիակաէլեկտրոնային սարքերը, գերարագ էլեկտրոնային սարքերը:

Որոշ տվյալներով՝ «ֆոտոնիկա» ընդհանրացված տերմինը աստիճանաբար դուրս է մղում «օպտիկա» եզրույթը[4] ։

Ֆոտոնիկայի պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆոտոնիկան՝ որպես գիտություն, ի հայտ է եկել 1960 թվականին, 1970-ականներին լազերային դիոդի հայտնաբերմամբ, որին հաջորդեց օպտիկամանրաթելային կապի համակարգերի զարգացումը, ինչպես նաև տեղեկատվության փոխանցման միջոցներում լուսային մեթոդների օգտագործմամբ։ Այս գյուտերը հիմք են հանդիսացել 20-րդ դարի վերջին հեռահաղորդակցությունների ոլորտում հեղափոխության մեջ և օգնել են ինտերնետի զարգացման մեջ:

Պատմականորեն գիտական համայնքի կողմից «ֆոտոնիկա» տերմինի օգտագործման սկիզբը կապված է 1967 թվականին ակադեմիկոս Ա. ն. Տերենինի «Ներկերի մոլեկուլների ֆոտոնիկա» գրքի լույս տեսնելու հետ։ Երեք տարի առաջ նրա նախաձեռնությամբ ԼՊՀ ֆիզիկայի ֆակուլտետում ստեղծվեց բիոմոլեկուլային և Ֆոտոֆիզիկայի ամբիոն, որը 1970 թվականից կոչվում է ֆոտոնիկայի ամբիոն[5]:

Ա. ն. Թերենինը ֆոտոնիկան սահմանել է որպես «փոխկապակցված ֆոտոֆիզիկական և ֆոտոքիմիական գործընթացների ամբողջություն»: Համաշխարհային գիտության մեջ տարածվել է ֆոտոնիկայի ավելի նոր և ավելի լայն սահմանում, որպես գիտության բաժին, որը ուսումնասիրում է այն համակարգերը, որոնցում տեղեկատվության կրողները ֆոտոններն են: Այս իմաստով «ֆոտոնիկա» տերմինը առաջին անգամ հնչել է 1970 թվականին Դենվերում (ԱՄՆ) արագընթաց լուսանկարչության 9-րդ միջազգային կոնգրեսում:

«Ֆոտոնիկա» տերմինը սկսել է լայնորեն կիրառվել 1980-ական թվականներին հեռահաղորդակցության ցանցային պրովայդերների կողմից էլեկտրոնային տվյալների օպտիկամանրաթելային հաղորդման լայն օգտագործման մեկնարկի կապակցությամբ (թեև նեղ գործածության մեջ օպտիկական մանրաթելերն օգտագործվել են նաև նախկինում): Տերմինի օգտագործումը հաստատվել է, երբ IEEE համայնքը 1980-ականների վերջին «Photonics Technology Letters» վերնագրով զեկույց է հաստատվել:

Այս ընթացքում՝մինչև 2001 թվականները, ֆոտոնիկան հիմնականում կենտրոնացած էր հեռահաղորդակցության վրա։ 2001 թվականից նրան վերեգրվել են նաև․

  • Լազերային արտադրությունը,
  • կենսաբանական և քիմիական հետազոտությունները,
  • կլիմայի փոփոխությունը և էկոլոգիական մոնիտորինգը[6],
  • բժշկական ախտորոշումը և թերապիան,
  • ցուցադրման և պռոեկցիայի տեխնոլոնգիաները,
  • օպտիկական հաշվարկները։

Հեռանկարային զարգացումներ

2015 թվականին ՄՊՀ- ում ստեղծվել է գերարագ ֆոտոնային անջատիչ, որն աշխատում է Սիլիկոնային նանոկառուցվածքներում, որը հեռանկարում թույլ կտա ստեղծել փոխանցման և տեղեկատվության մշակման սարքերորոնք կաշխատեն վայրկյանում տասնյակ և հարյուրավոր տերաբիտ/վայրկյան արագություններով[7]։

Ֆոտոնիկայի կապը գիտությունների այլ ոլորտների հետ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Դասական օպտիկա

Ֆոտոնիկան սերտորեն կապված է օպտիկայի հետ։ Այնուամենայնիվ, օպտիկան նախորդեց լույսի քվանտավորման հայտնաբերմանը (երբ ֆոտոէֆֆեկտը բացատրվեց Ալբերտ Էյնշտեյնի կողմից 1905 թվականին): Օպտիկայի գործիքները բեկող տեսապակի են, որն արտացոլում է հայելին և տարբեր օպտիկական հանգույցներ, որոնք հայտնի էին 1900 թվականից շատ առաջ: Միևնույն ժամանակ, դասական օպտիկայի հիմնական սկզբունքները, ինչպիսիք են Հյուգենսի կանոնը, Մաքվելիի հավասարումը և լուսային ալիքի հավասարումը, կախված չեն լույսի քվանտային հատկություններից և օգտագործվում են ինչպես օպտիկայում, այնպես էլ ֆոտոնիկայում:

Ժամանակակից օպտիկա

«Ֆոտոնիկա» տերմինը այս ոլորտում մոտավորապես հոմանիշ է «քվանտային օպտիկա», «քվանտային Էլեկտրոնիկա», «Էլեկտրոոպտիկա» և «Օպտոէլեկտրոնիկա» տերմիններին: «Քվանտային օպտիկա» տերմինը տարբեր գիտական համայնքներում հաճախ նշանակում է հիմնարար հետազոտություն, մինչդեռ «ֆոտոնիկա» տերմինըօգտգործվում է կիրառական հետազոտություն իմաստով:

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. .А. С. Разумовский, А. В. Братищев Фотоника / Энциклопедический словарь нанотехнологий
  2. «Сайт кафедры Фотоники и Электротехники Харьковского Национального Университета Радиоэлектроники»։ Արխիվացված է օրիգինալից 2008-12-15-ին։ Վերցված է 2008-11-28 
  3. Благодаря пьезо-фототронике создан массив чувствительных датчиков, напоминающий кожу // Сайт Nanonewsnet.ru Aug 16, 2013
  4. «Физический факультет Ростовского государственного университета»։ Արխիվացված է օրիգինալից 2014-09-03-ին։ Վերցված է 2008-11-05 
  5. «Сайт НИИ физики им. В. А. Фока.»։ Արխիվացված է օրիգինալից 2008-05-26-ին։ Վերցված է 2008-11-28 
  6. Journal of Biophotonics
  7. Ученые МГУ создали фотонный переключатель для «компьютеров будущего» // РИА новости, 16.10.2015

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]