Sealladh farsaing air optics sreathach agus optics neo-loidhneach
Stèidhichte air eadar-obrachadh solais le cùis, faodar optics a roinn ann an optics sreathach (LO) agus optics neo-loidhneach (NLO). Tha optics sreathach (LO) na bhunait airson optics clasaigeach, le fòcas air eadar-obrachadh sreathach solais. An coimeas ri sin, bidh optics neo-loidhneach (NLO) a’ tachairt nuair nach eil an dian solais ann an co-rèir dìreach ri freagairt optigeach an stuth, gu sònraichte fo chumhachan àrd-deàrrsadh, leithid lasers.
Optics loidhneach (LO)
Ann an LO, bidh solas ag eadar-obrachadh le cùis aig dian ìosal, mar as trice a’ toirt a-steach aon photon gach atom no moileciuil. Mar thoradh air an eadar-obrachadh seo chan eil ach glè bheag de shaobhadh air an staid atamach no moileciuil, a’ fuireach na staid nàdarrach gun dragh. Is e am prionnsapal bunaiteach ann an LO gu bheil dipole air a bhrosnachadh le raon dealain gu dìreach a rèir neart an achaidh. Mar sin, tha LO a’ sàsachadh prionnsapalan saobh-chràbhadh agus cuir-ris. Tha am prionnsapal superposition ag ràdh, nuair a tha siostam fo smachd ioma tonnan electromagnetic, tha an fhreagairt iomlan co-ionann ri suim nam freagairtean fa leth do gach tonn. Tha cur-ris mar an ceudna a’ sealltainn gum faodar freagairt iomlan siostam optigeach iom-fhillte a dhearbhadh le bhith a’ cothlamadh freagairtean nan eileamaidean fa-leth aige. Tha sreathachd ann an LO a’ ciallachadh gu bheil an giùlan solais seasmhach mar a bhios an dian ag atharrachadh - tha an toradh a rèir an cuir a-steach. A bharrachd air an sin, ann an LO, chan eil measgachadh tricead ann, agus mar sin bidh an solas a tha a ’dol tro shiostam mar sin a’ cumail a tricead eadhon ged a thèid e tro leudachadh no atharrachadh ìre. Tha eisimpleirean de LO a’ toirt a-steach eadar-obrachadh solais le eileamaidean optigeach bunaiteach leithid lionsan, sgàthan, lannan tuinn, agus gathan sgaraidh.
Optics neo-loidhneach (NLO)
Tha NLO air a chomharrachadh leis an fhreagairt neo-loidhneach aige do sholas làidir, gu sònraichte fo chumhachan àrd dian far a bheil an toradh neo-chothromach ri neart cuir a-steach. Ann an NLO, bidh ioma photons ag eadar-obrachadh leis an stuth aig an aon àm, a’ leantainn gu measgachadh solais agus atharrachaidhean ann an clàr-amais ath-tharraingeach. Eu-coltach ri LO, far a bheil giùlan aotrom fhathast cunbhalach ge bith dè an dian, chan eil buaidhean neo-loidhneach rim faicinn ach aig fìor dhian solais. Aig an dian seo, chan eil na riaghailtean a bhios mar as trice a’ riaghladh eadar-obrachaidhean solais, leithid am prionnsapal superposition, a’ buntainn tuilleadh, agus faodaidh eadhon am bàn fhèin a bhith gan giùlan fhèin gu neo-riaghailteach. Tha neo-loidhneachd anns an eadar-obrachadh eadar solas agus cùis a’ ceadachadh eadar-obrachadh eadar diofar tricead solais, a’ leantainn gu uinneanan leithid gineadh harmonic, agus gineadh tricead suim is eadar-dhealachaidh. A bharrachd air an sin, tha optics neo-loidhneach a’ toirt a-steach pròiseasan parametric anns am bi lùth aotrom air ath-sgaoileadh gus triceadan ùra a thoirt gu buil, mar a chithear ann an leudachadh parametric agus oscillation. Is e feart cudromach eile atharrachadh fèin-ìre, anns a bheil ìre tonn solais air atharrachadh leis an dian aige fhèin - buaidh aig a bheil àite deatamach ann an conaltradh optigeach.
Eadar-obrachaidhean cuspair aotrom ann an optics sreathach agus neo-loidhneach
Ann an LO, nuair a bhios solas ag eadar-obrachadh le stuth, tha freagairt an stuth ann an co-rèir dìreach ri dian an t-solais. An coimeas ri sin, tha NLO a’ toirt a-steach stuthan a tha a’ freagairt chan ann a-mhàin ri dian solais, ach cuideachd ann an dòighean nas iom-fhillte. Nuair a bhuaileas solas àrd-dian air stuth neo-loidhneach, faodaidh e dathan ùra a thoirt gu buil no an solas atharrachadh ann an dòighean neo-àbhaisteach. Mar eisimpleir, dh’ fhaodadh solas dearg a bhith air a thionndadh gu solas uaine leis gu bheil freagairt an stuth a’ toirt a-steach barrachd air dìreach atharrachadh co-roinneil - faodaidh e a bhith a’ toirt a-steach dùblachadh tricead no eadar-obrachaidhean iom-fhillte eile. Tha an giùlan seo a’ leantainn gu seata iom-fhillte de bhuaidhean optigeach nach fhaicear ann an stuthan sreathach àbhaisteach.
Cleachdadh dòighean optigeach sreathach agus neo-loidhneach
Tha LO a’ còmhdach raon farsaing de theicneòlasan optigeach a thathas a’ cleachdadh gu farsaing, a’ toirt a-steach lionsan, sgàthan, lannan tuinn, agus slatan-tomhais sgaraidh. Tha e a’ toirt seachad frèam sìmplidh agus coimpiutaireachd airson tuigse fhaighinn air giùlan solais anns a’ mhòr-chuid de shiostaman optigeach. Bidh innealan leithid gluasad ìre agus sgoltadh beam gu tric air an cleachdadh ann an LO, agus tha an raon air a thighinn air adhart chun na h-ìre far a bheil cuairtean LO air follaiseachd fhaighinn. Tha na cuairtean sin a-nis air am faicinn mar innealan ioma-ghnìomhach, le tagraidhean ann an raointean leithid microwave agus giullachd chomharran optigeach cuantamach agus ailtireachd coimpiutaireachd bioheuristic a tha a’ tighinn am bàrr. Tha NLO gu math ùr agus tha e air grunn raointean atharrachadh tro na diofar thagraidhean aige. Ann an raon cian-chonaltraidh, tha prìomh àite aige ann an siostaman fibre optic, a’ toirt buaidh air crìochan tar-chuir dàta mar a bhios cumhachd laser ag àrdachadh. Bidh innealan anailis a’ faighinn buannachd bho NLO tro dhòighean adhartach microscopy leithid microscopy confocal, a bheir seachad ìomhaighean àrd-rèiteachaidh, ionadail. Bidh NLO cuideachd ag adhartachadh lasers le bhith a’ comasachadh leusairean ùra a leasachadh agus ag atharrachadh thogalaichean optigeach. Tha e cuideachd air dòighean ìomhaighean optigeach a leasachadh airson cleachdadh cungaidh-leigheis le bhith a’ cleachdadh dhòighean leithid ginealach an dàrna co-sheirmeach agus fluorescence dà-photon. Ann am biophotonics, bidh NLO a ’comasachadh ìomhaighean domhainn de fhigheagan le glè bheag de mhilleadh agus a’ toirt seachad iomsgaradh bith-cheimiceach an-asgaidh le bileagan. Tha teicneòlas terahertz adhartach aig an raon, ga dhèanamh comasach buillean terahertz aon-ùine dian a ghineadh. Ann an optics quantum, bidh buaidhean neo-loidhneach a’ comasachadh conaltradh cuantamach tro bhith ag ullachadh luchd-tionndaidh tricead agus co-ionann photon ceangailte. A bharrachd air an sin, chuidich innleachdan NLO ann an sgapadh Brillouin le giollachd microwave agus co-luachadh ìre aotrom. Gu h-iomlan, tha NLO a’ leantainn air adhart a’ putadh crìochan teicneòlais agus rannsachaidh thar diofar chuspairean.
Optics sreathach agus neo-loidhneach agus na buaidhean aca air teicneòlasan adhartach
Tha prìomh àite aig optics ann an tagraidhean làitheil agus teicneòlasan adhartach. Tha LO a’ toirt seachad bunait airson mòran de shiostaman optigeach cumanta, fhad ‘s a bhios NLO a’ stiùireadh ùr-ghnàthachadh ann an raointean leithid tele-chonaltradh, microscopy, teicneòlas laser, agus biophotonics. Tha adhartasan o chionn ghoirid ann an NLO, gu sònraichte leis gu bheil iad a’ buntainn ri stuthan dà-mheudach, air mòran aire fhaighinn mar thoradh air na comasan gnìomhachais agus saidheansail a dh’ fhaodadh a bhith aca. Tha luchd-saidheans cuideachd a’ sgrùdadh stuthan ùr-nodha leithid dotagan cuantamach le mion-sgrùdadh sreathach air feartan sreathach agus neo-loidhneach. Mar a thèid rannsachadh air adhart, tha tuigse còmhla air LO agus NLO deatamach airson a bhith a’ putadh crìochan teicneòlais agus a’ leudachadh chothroman saidheans optigeach.
Ùine puist: Samhain-11-2024