Was ist optisches Ingenieurwesen?

Optical Engineering ist die technische Disziplin, die sich auf das Design von Geräten und Geräten konzentriert, die mit Licht funktionieren.Es basiert auf der Wissenschaft der Optik, einem Bereich der Physik, das die Eigenschaften und Verhaltensweisen von sichtbarem Licht und seine beiden nächsten Nachbarn auf dem elektromagnetischen Spektrum, Infrarot und Ultraviolett untersucht.Die Praxis der optischen Ingenieurwesen ist uralt, und die Verwendung von Spiegeln, geformten und polierten Kristallen oder Behältern mit klarem Wasser für Zwecke wie Vergrößerung oder Fokussierung von Sonnenlicht zum Beginn von Bränden ist mehr als 2.000 Jahre alt.In der modernen Zeit ist dieses Feld für eine sehr breite Palette von Technologien wichtig, einschließlich optischer Instrumente wie Mikroskope und Ferngläser, Laser und viele häufig verwendete elektronische und Kommunikationsgeräte.

Einige praktische Anwendungen der Optik können unter Verwendung eines Modells von Modell durchgeführt werdenElektromagnetische Strahlung basierend auf der klassischen Physik.Dies liegt daran, dass die Vorhersagen der modernen Quantenmechanik nur auf atomarer oder subatomarer Skala oder unter äußerst ungewöhnlichen Bedingungen wie nahezu ansolute Null-Temperaturen merklich von der klassischen Mechanik abweichen.Viele moderne optische Technologien basieren darauf, wie einzelne Photonen mit Atomen und Partikeln interagieren, bei denen die Vorhersagen der klassischen Mechanik nicht mehr nützliche Annäherung an die Realität darstellen, und daher ist die Wissenschaft der Quantenoptik notwendig, um diese Phänomene zu verstehen und zu beherrschen.Die Materialwissenschaft ist auch ein wichtiges Wissen für optische Ingenieurwesen.

Das Design vieler Geräte, die Licht verwenden, um Objekte anzusehen oder zu analysieren, umfasst optische Engineering.Betrachten von Instrumenten wie Ferngläser, Teleskope und Mikroskope verwenden Objektive und Spiegel, um Bilder zu vergrößern, während Korrekturlinsen für Brillen und Kontaktlinsen eingehendes Licht brechen, um Defekte im Sehvermögen des Trägers auszugleichen.Ihre Schöpfung erfordert daher ein beträchtliches wissenschaftliches Wissen darüber, wie diese optischen Komponenten das ankommende Licht beeinflussen.Erfolgreiches optisches Objektivdesign erfordert das Verständnis der Art und Weise, wie sich eine Linsenzusammensetzung, -struktur und -form auf die Funktionsweise eines optischen Geräts auswirken, und wie sich eine Linsenform und -materialien auf Faktoren wie die Masse, Größe und Verteilung des Gewichts von Geräten auswirken, wieEin Spektrometer verwendet die Eigenschaften eingehender Photonen, um Informationen über die chemische Zusammensetzung oder andere Merkmale der Angelegenheit zu ermitteln, dass das Licht von dem Licht emittiert wurde oder mit dem interagiert wurde.Spektrometer existieren in einer Vielzahl verschiedener Typen und sind für die moderne Wissenschaft und Industrie enorm wichtig, in Anwendungen, die von der Identifizierung der Zusammensetzung von Mineralien bis zur Qualitätskontrolle in der Metallbearbeitungsbranche bis hin zur Untersuchung der Bewegung anderer Galaxien reichen.

Optical Engineering ist ebenfalls wichtigan faseroptische Technologie, die Informationen über Kabel unter Verwendung von Lichtimpulsen anstelle von Elektrizität überträgt.Optische Fasern sind flexible Materialien, die als Wellenleiter verwendet werden können, Materialien, die die Lichtrichtung leiten können.Sie führen das Licht auf, indem sie ein Phänomen nutzen, das als totaler interner Reflexion bezeichnet wird und das Licht den Kern der Faser niederhält.Das Design von optischen Fasern erfordert ein Verständnis dafür, wie Licht zusammen mit den refraktiven Eigenschaften verschiedener Materialien durch verschiedene Medien bewegt wird.Glasfaseroptik sind für moderne Kommunikationstechnologien wie Telefone, Hochgeschwindigkeits-Internet und Kabelfernsehen von wesentlicher Bedeutung.Laser arbeiten durch energetisch aufregendes Material, das als Gewinnmedium bezeichnet wird, bis es beginnt, Energie in Form von Photonen freizusetzen.Entwerfen eines funktionierenden Lasers einbeziehenVes Kenntnisse sowohl über die Quanteneigenschaften von Licht als auch über verschiedene Materialien, die als Gewinnmedien verwendet werden können, um Photonen mit den für die beabsichtigten Lasern beabsichtigten Nutzung erforderlichen Eigenschaften zu schaffen, und wie optische Geräte wie Linsen und Spiegel dieses Licht fokussieren können.Die Lasertechnologie wird im modernen Leben weit verbreitet.Dies ist die Grundlage für optische Festplattenmedienformate wie CDs und DVDs, der Detektionstechnologie -Lidar (Lichterkennung und -reichung) und in vielen industriellen Anwendungen.