Was ist Photonik?
Die Photonik ist ein weites Forschungsgebiet, das die Erforschung und Anwendung von Licht in all seinen vielfältigen Formen umfasst. Das Feld interessiert sich nicht nur für das sichtbare Lichtspektrum; Ultraviolettlicht und Infrarotlicht sind ebenfalls sehr wichtig. Das Gebiet der Photonik war ursprünglich darauf ausgerichtet, Licht auf Aufgaben anzuwenden, die zuvor nur durch Elektronik gelöst werden konnten, wie beispielsweise Telekommunikation. Das moderne Feld versucht, dieses Bestreben fortzusetzen und durch die Suche nach jeglichen Anwendungen für Licht zu erweitern. Die Photonik schöpft aus mehreren anderen Bereichen, wie der Quantenelektronik und der modernen Optik, und trägt zu diesen bei.
Es gibt viele Aspekte des Lichts und seines Verhaltens, die für Studierende der Photonik für wissenschaftliche oder industrielle Zwecke wichtig sind. Die Lichtübertragung ist beispielsweise wichtig, da eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung zu und von entfernten Standorten erforderlich ist. Zu diesem Zweck werden häufig Glasfaserkabel verwendet. Lichtemission und -verstärkung sind auch wichtig für die Erzeugung und Manipulation effektiver Signale.
Die Lichtmessung ist in der Photonik besonders wichtig, da das in Experimenten und Tests enthaltene Licht häufig quantifiziert werden muss und möglicherweise nicht einmal sichtbar ist. Einige Geräte zur Lichtdetektion sind chemischer Natur. Beispielsweise kann Licht mit einer bestimmten Frequenz oder Intensität einen bestimmten chemischen Effekt verursachen. Andere Detektoren verhalten sich wie Thermometer und reagieren auf die vom einfallenden Licht abgegebene Wärme.
Das Gebiet der Photonik wird in vielen verschiedenen Branchen von der Unterhaltungselektronik bis zur Robotik eingesetzt. Barcodescanner und DVD-Lesegeräte sind beispielsweise beide lichtbasierte Technologien. In der Medizin wird Licht in Form von Lasern auch zur Korrektur der Sehkraft und zur Entfernung von Tätowierungen verwendet. Militärische Anwendungen umfassen die Detektion von Infrarotlicht, um Wärmequellen im Dunkeln auszusetzen. Einige Anwendungen der Photonik werden ausschließlich zur Unterhaltung verwendet. Dazu gehören Lasershows und holographische Kunst.
Das breite Spektrum an kommerziellen, industriellen und militärischen Anwendungen auf dem Gebiet der Photonik stellt sicher, dass es sich im Allgemeinen um ein gut finanziertes und florierendes Gebiet der wissenschaftlichen Forschung handelt. Das Studium und die Anwendung von Licht haben viele Facetten. Daher gibt es viele verschiedene Aspekte des Lichtverhaltens und der Lichtnutzung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt untersucht werden können. Ein häufiges Forschungsgebiet ist die Modulation, mit der Informationen in Licht codiert werden können. Die einfachste Modulationsmethode ist das Ein- und Ausschalten einer einzelnen Lichtquelle gemäß einem bestimmten Code, z. B. Morsecode. Andere Modulationsverfahren, wie beispielsweise orthogonales Frequenzmultiplexen, versuchen, unterschiedliche Qualitäten verschiedener Lichtquellen, wie beispielsweise Frequenz, zu verwenden, um komplexere und effizientere Signale zu senden.