Hvad er kvanteelektronik?

Inden for kvanteelektronik studerer forskere samspillet mellem stråling og stof på kvanteniveau.Ved hjælp af viden fra elektronik og fysik har forskere på dette område gjort mange fremskridt inden for optik og radiofysik.Maskiner som lysforstærkning ved stimuleret emission af stråling (laser) og mikrobølgeforstærkning ved stimuleret emission af stråling (MASER) er især nyttige inden for kvanteelektronik.

Kvanteteori accepteres af forskere til at være den grundlæggende teori omFysik, der forener alle fysiske enheder.Som sådan kan enhver elektronisk enhed betragtes som en kvanteelektronisk enhed.De fleste forskere forstår imidlertid kvanteelektroniske enheder som kun de enheder, der stimulerer overgange mellem kvanteenerginiveauet.Lasere og masere er de primære enheder, der bruges i kvanteelektronik, da hver af disse fokuserer energi til en stram, fokuseret bjælke.Transistorer og superledere kan bruge principperne for kvantemekanik, men de anses normalt ikke for at være kvanteelektroniske enheder.

I kvanteelektronik er overgange mellem kvanteenerginiveauet af særlig import.Atomer, molekyler og andre kvantesystemer indeholder ophidsede partikler.Disse systemer kan kun indeholde visse, strengt definerede mængder energi.Når et system afgiver elektromagnetisk stråling, i form af lys- eller radiobølger, bevæger det sig fra et højere energiniveau til et lavere.Lasere og masere kan bruges til at begejstre disse atomer eller molekyler i højere energiforstater.

Lasere er en af de vigtigste enheder, der bruges i kvanteelektronik.Disse maskiner udstråler lysbølger i en fokuseret bjælke inden for en smal stråling.Dette gør lyset, at en laser udsender monokromatisk, mens de fleste lyskilder udsender flere lysfarver, selvom lyset ser ud til at indeholde kun en farve.

Lasere er vigtige i både forskning og løsning af praktiske problemer.Lyset fra en laser diffunderer ikke varme og mangler en elektrisk ladning.En laser kan fungere inden for ætsende gasser og i et vakuum.De er nyttige til at måle afstand med stor nøjagtighed, optisk kommunikation og termonuklear fusion.

Et andet værktøj, der ofte bruges i kvanteelektronik, er Maser.Disse enheder udsender mikrobølgestråling i en fokuseret bjælke.Hyppigheden af disse mikrobølger er stabil og forværres ikke så let som standardmikrobølger gør.Anvendelsen af denne maskine tillader kommunikationstårne, der udsender lydbølger i mikrobølgestrålingsområdet for at sende information over store afstande med lidt forvrængning.