Vad är kvantelektronik?

När det gäller kvantelektronik studerar forskare interaktionen mellan strålning och materia på kvantnivån.Genom att använda kunskap från elektronik och fysik har forskare inom detta område gjort många framsteg inom optik och radiofysik.Maskiner såsom ljusamplifiering genom stimulerad utsläpp av strålning (laser) och mikrovågsförstärkningen genom stimulerad utsläpp av strålning (MASER) är särskilt användbar inom kvantelektronikområdet.

Kvantteori accepteras av forskare att vara den grundläggande teorin omFysik som förenar alla fysiska enheter.Som sådan kan alla elektroniska enheter betraktas som en kvantelektronisk enhet.De flesta forskare förstår emellertid kvantelektroniska enheter är endast de enheter som stimulerar övergångar mellan kvantenerginivåer.Lasrar och masers är de primära enheterna som används i kvantelektronik, eftersom var och en av dessa fokuserar energi till en snäv, fokuserad stråle.Transistorer och superledare kan använda principerna för kvantmekanik, men de anses vanligtvis inte vara kvantelektroniska enheter.

I kvantelektronik är övergångarna mellan kvantenerginivåer av särskild import.Atomer, molekyler och andra kvantsystem innehåller upphetsade partiklar.Dessa system kan endast innehålla vissa, strikt definierade, mängder energi.När ett system avger elektromagnetisk strålning, i form av ljus eller radiovågor, rör sig det från en högre energinivå till en lägre.Lasrar och maser kan användas för att locka dessa atomer eller molekyler i högre energitillstånd.

Lasers är en av de viktigaste enheterna som används i kvantelektronik.Dessa maskiner strålar ljusvågor i en fokuserad stråle inom ett smalt strålningsområde.Detta gör det ljus som en laser avger monokromatisk, medan de flesta ljuskällor avger flera ljusfärger, även om ljuset verkar för ögat att bara innehålla en färg.

Lasrar är viktiga i både forskning och lösning av praktiska problem.Ljuset från en laser diffunderar inte värme och saknar en elektrisk laddning.En laser kan arbeta inom frätande gaser och i ett vakuum.De är användbara för att mäta avstånd med stor noggrannhet, optisk kommunikation och termonukleär fusion.

Ett annat verktyg som vanligtvis används i kvantelektronik är maser.Dessa enheter avger mikrovågsstrålning i en fokuserad stråle.Frekvensen för dessa mikrovågor är stabil och försämras inte så lätt som standardmikrovågor gör.Tillämpningen av denna maskin tillåter kommunikationstorn som avger ljudvågor i mikrovågsstrålningsområdet för att skicka information över stora avstånd med lite distorsion.