Wat is optische engineering?

Optical Engineering is de technische discipline die zich richt op het ontwerp van apparatuur en apparaten die functioneren met behulp van licht.Het is gebaseerd op de wetenschap van optica, een fysicaveld dat de eigenschappen en het gedrag van zichtbaar licht bestudeert en zijn twee dichtstbijzijnde buren op het elektromagnetische spectrum, infrarood en ultraviolet.De praktijk van optische engineering is oud, en het gebruik van spiegels, gevormde en gepolijste kristallen of containers van helder water voor doeleinden zoals vergroting of focusserende zonlicht om branden te starten is meer dan 2000 jaar oud.In de moderne tijd is dit veld belangrijk voor een zeer breed scala aan technologieën, waaronder optische instrumenten zoals microscopen en binoculairs, lasers en veel veelgebruikte elektronische en communicatieapparaten.

Sommige praktische toepassingen van optica kunnen worden gedaan met behulp van een model van een model vanElektromagnetische straling op basis van klassieke fysica.Dit komt omdat de voorspellingen van de moderne kwantummechanica merkbaar afzien van de klassieke mechanica alleen op de atomaire of subatomaire schaal of onder extreem ongebruikelijke omstandigheden zoals bijna absolute nul temperaturen.Veel moderne optische technologieën zijn gebaseerd op hoe individuele fotonen interageren met atomen en deeltjes, waarbij de voorspellingen van de klassieke mechanica niet meer een nuttige benadering van de realiteit zijn, en dus is de wetenschap van kwantumoptiek nodig om deze fenomenen te begrijpen en te beheersen.Materiaalwetenschap is ook belangrijke kennis voor optische engineering.

Het ontwerp van veel apparaten die licht gebruiken om objecten te bekijken of te analyseren, omvat optische engineering.Bekijkingsinstrumenten zoals binoculaire, telescopen en microscopen gebruiken lenzen en spiegels om beelden te vergroten, terwijl corrigerende lenzen voor brillen en contactlenzen binnenkomend licht breken om defecten in het visie van de dragers te compenseren.Hun creatie vereist dus aanzienlijke wetenschappelijke kennis over hoe deze optische componenten inkomend licht zullen beïnvloeden.Succesvol optisch lensontwerp vereist inzicht in zowel hoe een lens samenstelling, structuur en vorm de werking van een optisch apparaat beïnvloeden, en hoe een lensvorm en materialen factoren zullen beïnvloeden zoals de massa, grootte en verdeling van het gewicht van de apparaten,evenals het vermogen om in verschillende omstandigheden te werken.

Het ontwerp van apparaten genaamd Spectrometers kan niet worden gedaan zonder optische engineering.Een spectrometer gebruikt de eigenschappen van inkomende fotonen om informatie te ontdekken over de chemische samenstelling of andere eigenschappen van de zaak waarmee het licht is uitgestoten of met interactie is.Spectrometers bestaan in een breed scala aan verschillende typen en zijn enorm belangrijk voor de moderne wetenschap en de industrie, in toepassingen, variërend van het identificeren van de samenstelling van mineralen tot kwaliteitscontrole in de metaalbewerkingsindustrie tot het bestuderen van de beweging van andere sterrenstelsels.

Optische engineering is ook essentieelnaar vezeloptische technologie, die informatie door kabels verzendt met behulp van lichtpulsen in plaats van elektriciteit.Optische vezels zijn flexibele materialen die kunnen worden gebruikt als golfgeleiders, materialen die de lichtrichting kunnen leiden.Ze leiden licht terwijl het reist door te profiteren van een fenomeen dat totale interne reflectie wordt genoemd, waardoor het licht de kern van de vezel wordt gekanaliseerd.Het ontwerp van optische vezels vereist inzicht in hoe licht wordt gebroken als het door verschillende media beweegt, samen met de brekingskwaliteiten van verschillende materialen.Vezeloptics zijn essentieel voor moderne communicatietechnologieën, zoals telefoons, high-speed internet en kabeltelevisie, vanwege hun enorme capaciteit..Lasers werken door energiek opwindend materiaal, een versterkingsmedium genoemd, totdat het begint met het vrijgeven van energie in de vorm van fotonen.Het ontwerpen van een werkende laserVES Kennis van zowel de kwantumeigenschappen van het licht als van verschillende materialen die kunnen worden gebruikt als Gain Media om fotonen te creëren met de kwaliteiten die nodig zijn voor de beoogde lasers en van hoe optische apparatuur zoals lenzen en spiegels dat licht kunnen concentreren.Lasertechnologie wordt veel gebruikt in het moderne leven.Het is de basis voor optische schijfmedia -formaten zoals CDS en dvd's, de detectietechnologie -lidar (lichtdetectie en variërend), en in veel industriële toepassingen.