Kioo cha picha
Teknolojia

Kioo cha picha

26.05.2022 /

Kioo cha picha ni nyenzo ya kisasa inayojumuisha seli za msingi kwa mbadala zilizo na kielezo cha juu na cha chini cha kuakisi na vipimo vinavyolinganishwa na urefu wa mawimbi ya mwanga kutoka kwa masafa fulani ya taswira. Fuwele za fonetiki hutumiwa katika optoelectronics. Inachukuliwa kuwa matumizi ya kioo cha picha itaruhusu, kwa mfano. ili kudhibiti uenezi wa wimbi la mwanga na itaunda fursa za kuundwa kwa nyaya zilizounganishwa za photonic na mifumo ya macho, pamoja na mitandao ya mawasiliano ya simu yenye bandwidth kubwa (ya utaratibu wa Pbps).

Athari ya nyenzo hii kwenye njia ya mwanga ni sawa na athari ya grating juu ya harakati ya elektroni katika kioo cha semiconductor. Kwa hivyo jina "kioo cha picha". Muundo wa kioo cha picha huzuia uenezi wa mawimbi ya mwanga ndani yake katika aina fulani ya urefu wa wavelengths. Kisha kinachojulikana pengo la photon. Dhana ya kuunda fuwele za picha iliundwa wakati huo huo mwaka wa 1987 katika vituo viwili vya utafiti vya Marekani.

Eli Jablonovich wa Utafiti wa Mawasiliano wa Bell huko New Jersey alifanya kazi kwenye nyenzo za transistors za picha. Hapo ndipo alipoanzisha neno "photonic bandgap". Wakati huo huo, Sajiv John wa Chuo Kikuu cha Prieston, alipokuwa akifanya kazi ya kuboresha ufanisi wa lasers kutumika katika mawasiliano ya simu, aligundua pengo sawa. Mnamo 1991, Eli Yablonovich alipokea kioo cha kwanza cha picha. Mnamo 1997, njia ya wingi ya kupata fuwele ilitengenezwa.

Mfano wa kioo cha picha cha sura tatu kinachotokea kiasili ni opal, mfano wa safu ya picha ya bawa la kipepeo wa jenasi Morpho. Hata hivyo, fuwele za photonic kawaida hutengenezwa kwa bandia katika maabara kutoka kwa silicon, ambayo pia ni porous. Kulingana na muundo wao, wamegawanywa katika moja-, mbili- na tatu-dimensional. Muundo rahisi zaidi ni muundo wa mwelekeo mmoja. Fuwele za picha za mwelekeo mmoja ni safu zinazojulikana na za muda mrefu za dielectri, ambazo zina sifa ya mgawo wa kutafakari ambayo inategemea urefu wa wimbi la mwanga wa tukio. Kwa kweli, hii ni kioo cha Bragg, kilicho na tabaka nyingi na fahirisi za juu na za chini za refractive. Kioo cha Bragg hufanya kazi kama kichujio cha kawaida cha pasi za chini, baadhi ya masafa huakisiwa huku mengine yakipitishwa. Ikiwa unapiga kioo cha Bragg kwenye bomba, unapata muundo wa pande mbili.

Mifano ya fuwele za picha za sura mbili zilizoundwa kwa njia ya bandia ni nyuzi za macho za picha na tabaka za picha, ambazo, baada ya marekebisho kadhaa, zinaweza kutumika kubadilisha mwelekeo wa ishara ya mwanga kwa umbali mdogo zaidi kuliko katika mifumo ya kawaida ya macho iliyounganishwa. Hivi sasa kuna njia mbili za kuunda fuwele za picha.

первый - PWM (njia ya mawimbi ya ndege) inarejelea miundo ya pande moja na mbili na inajumuisha hesabu ya milinganyo ya kinadharia, ikijumuisha milinganyo ya Bloch, Faraday, Maxwell. Pili Mbinu ya kuiga miundo ya nyuzi macho ni njia ya FDTD (Kikoa cha Muda wa Tofauti Finite), ambayo inajumuisha kutatua milinganyo ya Maxwell na utegemezi wa wakati kwa uwanja wa umeme na uwanja wa sumaku. Hii inaruhusu mtu kufanya majaribio ya nambari juu ya uenezi wa mawimbi ya umeme katika miundo fulani ya kioo. Katika siku zijazo, hii inapaswa kufanya uwezekano wa kupata mifumo ya picha yenye vipimo vinavyolingana na vile vya vifaa vya kielektroniki vinavyotumiwa kudhibiti mwanga.

Baadhi ya matumizi ya kioo cha picha:

  • Vioo vya kuchagua vya resonators za laser,
  • lasers za maoni zilizosambazwa,
  • Nyuzi za picha (nyuzi za fuwele za picha), nyuzi na sayari,
  • Semiconductors za picha, rangi nyeupe-nyeupe,
  • LED zilizo na ufanisi ulioongezeka, Microresonators, Metamatadium - vifaa vya kushoto,
  • Uchunguzi wa Broadband wa vifaa vya picha,
  • spectroscopy, interferometry au tomografia ya ushirikiano wa macho (OCT) - kwa kutumia athari ya awamu yenye nguvu.

Kuongeza maoni