Vad är optisk teknik?
Optical Engineering är den tekniska disciplinen som fokuserar på utformningen av utrustning och enheter som fungerar genom att använda ljus. Det är baserat på vetenskapen om optik, ett fysikfält som studerar egenskaperna och beteenden hos synligt ljus och dess två närmaste grannar på det elektromagnetiska spektrumet, infraröd och ultraviolett. Övningen av optisk teknik är forntida, och användningen av speglar, formade och polerade kristaller eller behållare med klart vatten för ändamål som förstoring eller fokusering av solljus för att starta bränder är mer än 2 000 år gamla. I modern tid är detta område viktigt för ett mycket brett utbud av tekniker, inklusive optiska instrument som mikroskop och kikare, lasrar och många vanligt använda elektroniska och kommunikationsenheter. Detta beror på att förutsägelserna om modern kvantmekanik avviker märkbart från CLAssical mekanik endast i atom- eller subatomisk skala eller under extremt ovanliga förhållanden såsom nästan obegränsade nolltemperaturer. Många moderna optiska tekniker är baserade på hur enskilda fotoner interagerar med atomer och partiklar, där förutsägelserna om klassisk mekanik upphör att vara en användbar tillnärmning av verkligheten, och så är vetenskapen om kvantoptik nödvändig för att förstå och behärska dessa fenomen. Materialvetenskap är också viktig kunskap för optisk teknik.
Utformningen av många enheter som använder ljus för att se eller analysera objekt involverar optisk teknik. Visningsinstrument som kikare, teleskop och mikroskop använder linser och speglar för att förstora bilder, medan korrigerande linser för glasögon och kontaktlinser bryter inkommande ljus för att kompensera för defekter i bärarens syn. Således kräver deras skapelse betydande vetenskaplig kunskap om hur tHese optiska komponenter kommer att påverka inkommande ljus. Framgångsrik optisk linsdesign kräver förståelse för både hur en linssammansättning, struktur och form kommer att påverka funktionen för en optisk anordning och hur en linsform och material kommer att påverka faktorer som enhetens massa, storlek och distribution av vikt, såväl som dess förmåga att fungera under olika förhållanden.
Utformningen av enheter som kallas spektrometrar kan inte göras utan optisk teknik. En spektrometer använder egenskaperna hos inkommande fotoner för att upptäcka information om den kemiska sammansättningen eller andra drag i det material som ljuset har släppts ut av eller interageras med. Det finns spektrometrar i ett brett utbud av olika typer och är oerhört viktiga för modern vetenskap och industri, i applikationer som sträcker sig från att identifiera sammansättningen av mineraler till kvalitetskontroll i metallbearbetningsindustrin till att studera rörelsen hos andra galaxer.
Optisk teknik är också EssentiaL till fiberoptisk teknik, som överför information genom kablar med hjälp av ljuspulser istället för el. Optiska fibrer är flexibla material som kan användas som vågledare, material som kan vägleda ljusriktningen. De leder ljus när det reser genom att dra nytta av ett fenomen som kallas total intern reflektion, som håller ljuset kanaliserat ner i kärnan i fibern. Utformningen av optiska fibrer kräver en förståelse för hur ljus bryts ut när det rör sig genom olika medier, tillsammans med brytningskvaliteter hos olika material. Fiberoptik är viktiga för modern kommunikationsteknik, såsom telefoner, höghastighetsinternet och kabel-tv, på grund av deras enorma kapacitet.
Utformningen av lasrar, som producerar smala strålar av sammanhängande ljus, förlitar sig också starkt på optisk teknik. Lasrar arbetar genom att energiskt spännande ett material, kallat ett förstärkningsmedium, tills det börjar släppa energi i form av fotoner. Designar en worKing Laser involverar kunskap om både kvantegenskaperna hos ljus och olika material som kan användas som förstärkningsmedia för att skapa fotoner med de kvaliteter som krävs för laserens avsedda användning och hur optisk utrustning som linser och speglar kan fokusera det ljuset. Laserteknologi används allmänt i det moderna livet. Det är grunden för optiska skivmediaformat som CD -skivor och DVD -skivor, detekteringsteknologin LIDAR (Light Detection and Ranging) och i många industriella applikationer.