Arahi Ngarurangi Optical

Ko tetahi mea tinana e arahi ana i nga ngaru hiko i roto i te hihinga whatu ka kiia ko te arataki ngaru whatu.

Ko nga kaiarahi ngaru dielectric maamaa he kirihou me te karaihe, tae atu ki te muka whatu, he ahua angamaheni o nga kaiarahi ngaru whatu.

Ko te awhe mokowhiti e taea ai te toha te marama e herea ana e te arataki ngaru whatu, he taputapu mokowhiti kore rite mo te arahi i te rama.

I te nuinga o te waa, he waahanga kei te kaiarahi ngaru he teitei ake te taupū whakaata i te reo huri noa (e kiia ana ko te kapi).

I roto i tenei tuhinga, ka tirohia e tatou nga maataapono o te kaiarahi ngaru whatu, etahi tauira, me te maha atu.

He kupu whakataki ki te arataki ngaru whatu

Ko nga paraka hanga taketake o nga taputapu whakaahua he kaiarahi ngaru whatu, e whakatika ana, e takirua, e whakawhiti ana, e wehewehe ana, e maha, e tohu ana i nga tohu whatu demultiplex.

Ma te whakamahi i te hangarau mahere, e rite ana ki te microelectronics, nga kaiarahi ngaru, nga waahanga hiko, nga kaiwhakawhiti, nga kaiwhiwhi, me nga hiko taraiwa ka taea te whakakotahi ki te maramara kotahi.

Ko te mahinga o nga taputapu arataki ngaru ka whakawhirinaki ki nga momo ahuatanga, tae atu ki te ahuahanga, te roangaru, te tohatoha mara tuatahi, nga korero rauemi, me nga tikanga taraiwa electrooptic, ahakoa te mea kua rangahaua me te maarama o raatau mahi.

I mua i te hanga taputapu, me whakatika etahi tawhā. Na te nui o nga rauemi e hiahiatia ana hei hanga maramara, he mea nui te whakatauira tika mo nga iahiko optoelectronic nui.

Ko nga aratau Waveguide, te hononga aratau, te ngaro, me te whiwhi, tae atu ki te tuku tohu marama, he mea whakatairite katoa i roto i te hoahoangaru whatu.

Ko te taputapu arataki ngaru e whakaahuatia ana i roto i tetahi waahanga o nga raraunga urunga na roto i te ahuahanga, nga mea hangahanga, me nga mea pumau.

Ko nga raraunga arataki ngaru me whakauru ma te whakamahi i te whakatakotoranga kaupapa me nga rorohiko ka taea hoki te whakahaere i nga tawhā whakangao.

Mo te tautuhi i nga tatauranga nama, ko te whakauru raraunga ka uru ano tetahi atu waahanga. I roto i te ao tino tika, ka huna, ka whakatiki ranei nga punaha whakauru i nga waahanga o te tatauranga nama.

Engari i te mea he maha nga wa e whakamahia ana e te whakatauira arataki ngaru i nga tikanga taunga uaua, me mohio koe ki etahi waahanga o nga nama.

Ka hangaia nga iahiko whakaahua ma te whakamahi i nga kaiarahi ngaru. E tika ana ki te huarahi i te pokapu arataki ngaru ko te whakamaramatanga o te whanui o te kaiarahi ngaru, ahakoa kua mau, kua rereke ranei.

Tumuaki Taketake o te Arahi Ngarurangi Optical

E whakaatu ana i te pikitia, ka taea te whakamahi i nga ariā matahanga hangahanga, hihi hihi hoki hei kawe i nga whakaaro taketake kei raro i nga kaiarahi ngaru whatu.

Ko te hurihanga te tukanga e kuhu atu ai te marama ki roto i tetahi mea he teitei ake te taupū whakaata e piko ana ki te mea noa.

Whakaarohia te ahua o te marama e uru ana ki te karaihe mai i te hau. He rite ki te neke o te marama ki tera atu ara, mai i te karaihe ki te hau, whai i te huarahi kotahi ka kotiti ke i te huarahi o mua. Na te hangarite whakamuri-wa, ka puta tenei. Ka taea te mapi ia hihi i te rangi ki te hihi i roto i te karaihe.

He hononga kotahi ki tetahi. Engari ka ngaro etahi o nga hihi marama o te karaihe na te hurihanga. Ko te whakaata o roto katoa, e mau ana i te toenga marama i roto i te karaehe, ko te tikanga e mahi ana.

I te koki i runga i te koki arohaehae, ka pa ki runga i te whakapiri karaihe-rangi. I roto i nga whakatakotoranga maamaa ake i hangaia i runga i te mahi a Green, ko enei hihi taapiri e hono ana ki te nui ake o nga whenua.

I roto i te arataki ngaru dielectric, ka taea e tatou te hopu me te whakatika i te marama ma te whakamahi i te whakaata o roto katoa. Ka whakaatahia e nga hihi whero te mata o runga me te papa o raro o te taurangi teitei.

I te mea ka piko haere te papa, ka taea te anga ahakoa ka piko, ka piko ranei. Ka arahina te marama ki runga i te matua karaihe taupū teitei i roto i te whakakikorua o te karaehe tohu raro e ai ki tenei maapono taketake i roto i te muka whatu.

Ko te mahi kaiarahi ngaru e whakaatuhia ana e nga whatu hihi. Mo te whakamaarama papa-katoa mo te kaiarahi ngaru hiko, ka taea te whakatau i nga wharite a Maxwell ma te wetewete, ma te tatau ranei.

Tauira o te Arahi Ngarurangi Optical

Ko nga kaiarahi ngaru papa Dielectric, e mohiotia ana ko nga kaiarahi ngaru mahere, koinei pea te ahua taketake o nga kaiarahi ngaru whatu.

Ko nga pae kuiti arataki ngaru, whiriwhiringa acousto-optic, me nga kaiwhakatikatika he iti noa nga taputapu i runga maramara ka taea te whakamahi i nga kaiarahi ngaru papa na te mea ngawari.

He maha nga wa ka whakamahia nga kaiarahi ngaru papa hei tauira taakaro.

E toru nga paparanga o nga rawa, he taarua toi hiko motuhake, ka honoa ki te hanga i te arataki ngaru papa, ka taea te toro atu mo nga wa katoa ki nga ahunga whakarara ki nga hononga i waenga i a raatau.

Mēnā he teitei ake te taupū whakaata o te paparanga o waenganui i ngā paparanga o waho, ka mau te marama ki te paparanga waenga ma te whakaata o roto katoa.

Ko etahi tauira o te Arahi Ngaru Ahu-2

Tihorea te arataki ngaru

Ko te tikanga, ko te takai o te paparanga ka ruia ki waenga i nga paparanga whakakikorua te mea ka hangaia he arataki ngaru.

Ka herea te paparanga arataki o te kaiarahi ngaru papa ki nga ahunga whakawhiti e rua, kaua ki te kotahi noa, ka puta ko te tauira tino ngawari o te arahi ngaru tapawha. Ko nga ara iahiko whatu whakauru me nga diodes taiaho e mahi ana i nga kaiarahi ngaru tapawha.

He maha nga wa ka noho hei turanga mo nga waahanga whatu penei i te Mach-Zehnder interferometers me te roangaru wehewehe maha. He maha nga wa, ka whakamahia nga kaiarahi ngaru whatu tapawha hei hanga i nga rua o nga diodes laser.

I te nuinga o te wa ka whakamahia te tikanga mahere hei hanga i nga kaiarahi ngaru whatu me te hanga tapawha.

Arataki ngaru

I roto i te arataki ngaru rara, ko te paparanga arataki he papa me te takai (he maha ranei) kua whakakikoruatia ki runga.

I roto i nga hanganga riu paparanga-maha, ka taea te herenga tata-kotahi me te mauhere o te ngaru i roto i nga waahanga e rua i roto i nga kaiarahi ngaru riu.

Arataki ngaru karaihe whakaahua me te arataki ngaru wehea

I te taha o to raatau ara whakatö, ka mau tonu nga kaiarahi ngaru whatu i te whiti-waahi. Koinei te ahuatanga, hei tauira, me nga kaitarai ngaru me te riu.

Ma te whakamahi i nga aratau e kiia nei ko Bloch, ka taea ano e nga kaiarahi ngaru nga rereketanga o ia waa i roto i o raatau waahanga whakawhiti, engari ka tuku marama kaore he mate.

Ko enei arataki ngaru ka whakarōpūtia hei arataki ngaru karaihe whakaahua (me te tauira 2D, 3D ranei) he arataki ngaru wehea ranei (me te tauira 1D i te ahunga o te whakatö).

Arataki ngaru kua tuhia ki te taiaho

Ko te ahumahi photonics te waahi ka tino whai hua nga kaiarahi ngaru whatu. Ko te tuitui i waenga i nga maramara hiko me nga muka whatu ka taea ma te whakatu i nga kaiarahi ngaru ki te waahi 3D.

Ko te aratau kotahi o te rama infrared i nga roangaru waea ka taea te toha ma te whakamahi i nga kaiarahi ngaru, he mea whakarite hoki hei kawe tohu whatu i waenga i nga waahi whakauru me nga waahi whakaputa me te iti rawa o te mate.

Ka whakamahi kaiarahi ngaru whatu

I roto i nga whakawhitiwhitinga ngaruiti, te haapurororaa, me nga punaha radar, ko te kaiarahi ngaru he raina whangai hiko. He mea hanga he arataki ngaru mai i te putorino whakarewa, i te ngongo ranei he tapawha, porotakaro ranei.

Ka hora roa te mara hiko. Ko nga haona me nga antenna rihi nga tono arataki ngaru.

Te muka whatu—he kaiarahi ngaru?

Ko te whakaata o roto katoa, e whakahaere ana i te mahi o te muka whatu, ka kiia he arataki ngaru marama.

Mēnā he nui ake te koki o te pā i te koki arohaehae, ka puta katoa te whakaata o roto ina pa ana te ngaru whakatipu ki te taitapa i waenga i nga rawa rereke e rua.

Opaniraa

Hei whakatau, ko te kaiarahi ngaru whatu he hanganga e "arataki" ana i te ngaru marama ma te aukati i te haere ki tetahi huarahi rereke atu i tera e hiahiatia ana. I roto i te umanga rongoa, he maha nga wa e whakamahia ana nga muka whatu mo te taatai ​​me te rongoa.

Ko nga whenu ngawari i hangaia mai i nga muka whatu ka taea te whakauru ki roto i nga ngongo, nga uaua toto, me etahi atu whekau. Kei roto i tetahi ngongo roa e rua nga paihere muka whatu kei roto i te endoscope, he taputapu rongoa.

Ka hangaia he pikitia taipitopito ma te toro atu i te rama ki te kopa e whakamatautauria ana i roto i te paihere kotahi i te wa e whiwhi ana te rama mai i tera paihere. Ka taea te hanga endoscopes ki te tirotiro i etahi wahanga tinana, hononga ranei, penei i nga turi.