Hva er optisk teknologi?

September 2  by Eliza

Optisk engineering er teknisk disiplin som fokuserer på design av utstyr og enheter som fungere ved hjelp av lys. Den er basert på vitenskapen om optikk, et felt av fysikk som studerer egenskaper og atferd av synlig lys og sine to nærmeste naboer på det elektromagnetiske spekteret, infrarødt og ultrafiolett. Praksisen med optisk engineering er gammel, og bruk av speil, formet og polert krystaller, eller beholdere med klart vann for formål som forstørrelse eller fokusere sollyset til å starte branner er mer enn 2000 år gammel. I moderne tid er dette feltet viktig til et svært bredt spekter av teknologier, inkludert optiske instrumenter som mikroskoper og kikkerter, lasere, og mange vanlig brukte elektroniske og kommunikasjonsenheter.

Noen praktiske anvendelser av optikk kan gjøres ved hjelp av en modell av elektromagnetisk stråling basert på klassisk fysikk. Dette er fordi spådommer om moderne kvantemekanikk avviker merkbart fra klassisk mekanikk bare på atomært eller subatomær skala eller under svært uvanlige forhold som nesten absolutt null temperaturer. Mange moderne optisk teknologi er basert på hvordan enkelte fotoner samhandle med atomer og partikler, hvor spådommer om klassisk mekanikk opphøre å være en nyttig tilnærming av virkeligheten, og så er nødvendig vitenskapen om quantum optikk for å forstå og mestre disse fenomenene. Materialvitenskap er også viktig kunnskap for optisk engineering.

Utformingen av mange enheter som bruker lys for å vise eller analysere gjenstander innebærer optisk engineering. Vise instrumenter som kikkert, teleskop, og mikroskoper bruker linser og speil for å forstørre bilder, mens korrigerende linser til briller og kontaktlinser brekker innkommende lys til å kompensere for mangler ved brukerens syn. Dermed krever sin skapelse betydelig vitenskapelig kunnskap om hvordan disse optiske komponenter vil påvirke innkommende lyset. Vellykket optisk linse design krever forståelse av både hvordan en objektivets sammensetning, struktur og form vil påvirke funksjonaliteten til en optisk enhet, og hvordan en linse 'form og materialer vil påvirke faktorer som enhetens masse, størrelse og fordeling av vekt samt dens evne til å operere i forskjellige forhold.

Utformingen av enheter kalt spektrometre kan ikke gjøres uten optisk engineering. En spektrometer bruker egenskapene til innkommende fotoner til å finne informasjon om den kjemiske sammensetningen eller andre trekk ved saken at lyset har blitt sluppet ut av eller interaksjon med. Spektrometre eksistere i et bredt utvalg av forskjellige typer og er enormt viktig for moderne vitenskap og industri, i applikasjoner som spenner fra å identifisere sammensetningen av mineraler til kvalitetskontroll i metallindustri å studere bevegelsene til andre galakser.

Optisk teknologi er også viktig å fiberoptisk teknologi, som sender informasjon gjennom kabler bruker pulser av lys i stedet for elektrisitet. Optiske fibre er fleksible materialer som kan benyttes som bølgeledere, materialer som kan lede retningen av lys. De lede lys når den ved å dra fordel av et fenomen som kalles total innvendig refleksjon, som holder lyset kanalisert ned kjernen av fiberen. Utformingen av optiske fibre krever en forståelse av hvordan lyset brytes når den beveger seg gjennom forskjellige media, sammen med brytnings kvaliteter av forskjellige materialer. Fiberoptikk er avgjørende for moderne kommunikasjonsteknologi, for eksempel telefoner, høyhastighets Internett og kabel-TV, på grunn av sin enorme kapasitet.

Utformingen av lasere, som produserer smale bjelker av koherent lys, hviler også tungt på optisk engineering. Lasere arbeider ved energetisk spennende et materiale, som kalles en forsterkningsmedium, inntil det begynner å avgi energi i form av fotoner. Utforme en fungerende laser innebærer kunnskap om både de kvantemekaniske egenskaper av lys og av forskjellige materialer som kan brukes som forsterkning media for å skape fotoner med de kvaliteter som er nødvendige for laser tiltenkte bruk og av hvordan optisk utstyr som linser og speil kan fokusere dette lyset. Laserteknologi er mye brukt i moderne liv. Det er grunnlaget for optiske plater mediaformater som CDer og DVDer, deteksjon teknologi LIDAR (Light Detection and Ranging), og i mange industrielle anvendelser.

  • Kikkert slik at folk kan se fjerne objekter er et eksempel på optisk engineering.
  • Optisk engineering er et felt av fysikk som studerer synlig lys og andre bølger på det elektromagnetiske spekteret.
  • Kontaktlinser bedre syn ved refracting innkommende lys.