ออปติกและโฟโตนิกส์

ฉันโตพอที่จะจำนิตยสารPhysics World ฉบับแรกได้แล้ว เผยแพร่ในปีที่ฉันสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ในสาขาฟิสิกส์และคอมพิวเตอร์ แต่เพื่อประโยชน์ของผู้อ่านอายุน้อยบทความที่น่าสนใจที่สุดบทความ หนึ่ง ในฉบับเปิดตัวนั้นได้กล่าวถึงการเพิ่มขึ้นของเลเซอร์โซลิดสเตต เขียนโดย จากซัพพลายเออร์เทคโนโลยีเลเซอร์Coherentบทความถามว่าควรพิจารณาเลเซอร์ก๊าซ

เป็นไดโนเสาร์

ที่ยุ่งยากของอุตสาหกรรมเลเซอร์หรือไม่ และอาจถูกแทนที่ด้วย “สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม” เช่น เลเซอร์ไดโอดหรือโซลิดสเตตที่ปั๊มไดโอด เลเซอร์. ฉันจะสรุปข้อสรุปของบทความในลักษณะค่อนข้างประหม่า “เอ่อ ไม่ ยังไม่ได้อยู่ในแอปพลิเคชันพลังงานสูง แต่แอปพลิเคชันใหม่จะเป็นไปได้”

เมื่ออ่านบทความอีกครั้งเมื่อเร็วๆ นี้ ฉันเห็นได้ว่าทำไมมาร์กซ์จึงไม่แน่ใจนัก เมื่อสามทศวรรษที่แล้ว การคาดการณ์ผลกระทบของเลเซอร์โซลิดสเตตคงเป็นเรื่องยาก นั่นเป็นเพราะตัวอุปกรณ์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และเพิ่งเริ่มพบแอปพลิเคชันหลักตัวแรก: คอมแพคดิสก์ เมื่อ Sony เปิดตัวเครื่องเล่นซีดีในปี 1982 

โดยมีเลเซอร์ไดโอดสีแดงเป็นหัวใจ มีราคา 730 ดอลลาร์สหรัฐฯ และต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนมากเพื่อให้ทุกอย่างทำงานได้แต่ในปี 1988 ต้นทุนลดลงเนื่องจากข้อได้เปรียบด้านความสามารถในการขยายขนาดของเซมิคอนดักเตอร์ ทั้งในเลเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 

ในขณะเดียวกัน คุณภาพการสร้างเสียงที่น่าทึ่งของผลิตภัณฑ์ทำให้เกิดความต้องการอย่างมาก ยอดขายซีดีแซงไวนิลในปีเดียวกันนั้น และสามปีต่อมา ในไม่ช้า ออปติคัลดิสก์ขนาด 12 ซม. ก็เป็นตัวหมุนทำเงินที่ใหญ่ที่สุดที่วงการเพลงเคยเห็นมา เนื่องจากซีดีมีราคาถูกมากในการผลิต

เม็ดน้ำตาลเลเซอร์ไดโอดแตกต่างจากเลเซอร์แก๊สหลายประการ ผลิตในระดับเวเฟอร์โดยใช้เทคนิคเซมิคอนดักเตอร์ มีขนาดเล็กเท่าเม็ดน้ำตาลและราคาถูกสำหรับผลิตในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่สุดคือสามารถมอดูเลตโดยตรงด้วยความเร็วสูงโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาถูก 

ความแตกต่าง

เหล่านี้เปิดการใช้งานที่เกือบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายในปี 1988 นั่นเป็นเพราะสิ่งอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในไมโครคอมพิวเตอร์ การสื่อสาร และวัสดุศาสตร์ ซึ่งอาจดูเหมือนเป็นเรื่องบังเอิญสำหรับเลเซอร์ไดโอดในตอนนั้น แต่ก็ทำให้ทุกอย่างเปลี่ยนไปบทความในปี 1988 พูดถึงการใช้แสงสีน้ำเงิน

ที่ได้รับจากการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า (จาก 840 นาโนเมตรเป็น 420 นาโนเมตร) เพื่อเพิ่มความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูล อย่างไรก็ตาม คนอื่นๆ กำลังใช้วิธีเซมิคอนดักเตอร์โดยตรง ในเวลานั้น สิ่งนี้ดูไม่น่าจะเป็นไปได้ แต่ในปี 1992 นักประดิษฐ์ชาวญี่ปุ่นและผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

ในเวลาต่อมา ชูจิ นากามูระ ได้สร้างไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงิน (LED) ที่มีประสิทธิภาพเป็นครั้งแรก สี่ปีต่อมาเขาทำตามด้วยเลเซอร์สีน้ำเงินตัวแรกเครื่องเล่นแผ่นวิดีโอดิจิทัล (DVD) เครื่องแรกที่ใช้เลเซอร์ไดโอดสีแดงปรากฏตัวในญี่ปุ่นในปี 1996 และในสหรัฐอเมริกาในปี 1997 การอนุญาต

ให้ผู้บริโภคชมภาพยนตร์-วิดีโอขนาดยาวบนแผ่นดิสก์ขนาดเล็ก ประสบความสำเร็จอย่างสูงด้วย ราคาลดลงจาก 600 ดอลลาร์เหลือน้อยกว่า 50 ดอลลาร์ในปี 2546 และด้วยแสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า (405 นาโนเมตร) เราจึงได้นำเสนอแผ่น Blu-ray ที่มีข้อมูลเพิ่มเติม เลเซอร์ไดโอดได้ทำมันอีกครั้ง 

ภายในปี 2551 ดีวีดีได้เข้ามาแทนที่เทปวิดีโอแบบแม่เหล็กโดยเป็นวิธีการเผยแพร่เนื้อหาวิดีโอของผู้บริโภคที่ต้องการการปฏิวัติครั้งที่สองมีนวัตกรรมที่สำคัญอีกประการหนึ่งในช่วงปลายทศวรรษ 1980 นั่นคือการขับเคลื่อนแอปพลิเคชันเลเซอร์ไดโอด แม้ว่าในที่สุดจะเป็นการประกาศการสิ้นสุดของทั้งซีดี

และดีวีดีก็ตาม 

แน่นอนว่านี่คืออินเทอร์เน็ตและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการรวมกันของไฟเบอร์บรอดแบนด์ในบ้านและข้อมูลมือถือที่อื่น เวิลด์ไวด์เว็บถูกสร้างขึ้นโดยทิม เบอร์เนิร์ส-ลี ที่ CERN ในปี 1989 และความต้องการข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องได้นำไปสู่แอปพลิเคชันและตลาดใหม่สำหรับเลเซอร์โซลิดสเตต/เลเซอร์ไดโอด

ปัจจุบัน มีสถานที่มากมายที่ใช้เลเซอร์โซลิดสเตตในการสื่อสารด้วยแสง ซึ่งยากที่จะนับทั้งหมด ตัวอย่างที่สำคัญ ได้แก่ เลเซอร์ไดโอดป้อนกลับแบบกระจายความเร็วสูงแบบเส้นแคบ ความเร็วสูง ซึ่งส่งข้อมูลผ่านใยแก้วนำแสง เช่นเดียวกับเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลต่างๆ 

ที่ช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้ อันหลังนี้รวมถึงเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) ซึ่งใช้เลเซอร์ไดโอดแบบปั๊มขนาด 980 นาโนเมตรและ/หรือ 1480 นาโนเมตรเพื่อเพิ่มสัญญาณแสงหลายตัวในไฟเบอร์ เพื่อให้ไม่ต้องแปลงกลับเป็นโดเมนไฟฟ้าแล้ว ถ่ายทอดซ้ำ 

(เป็นสิ่งที่ยุ่งยากอย่างยิ่งที่จะทำในกลางมหาสมุทร)EFDA คิดค้นขึ้นในปี 1997 ที่มหาวิทยาลัย Southampton โดยทีมที่นำโดยDavid Payneและกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเติบโตอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เน็ต ผ่านความสามารถในการส่งและขยายข้อมูลจำนวนมาก

ความต้องการข้อมูลที่เพิ่มขึ้นหมายความว่าใยแก้วนำแสงกำลังถูกนำไปใช้ใกล้บ้านของเรามากขึ้นเรื่อยๆ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยตัวรับส่งสัญญาณออปติคอลที่มีเลเซอร์ไดโอดเป็นหัวใจอะไรจะเกิดขึ้นต่อไปแน่นอน มันเป็นเรื่องง่ายที่จะประเมินการคาดคะเนด้วยประโยชน์ของการเข้าใจย้อนหลัง แต่อีก 30 ปีข้างหน้า

จะเกิดอะไรขึ้นกับเลเซอร์โซลิดสเตต ฉันไม่เห็นว่าเลเซอร์ไดโอดจะถูกแทนที่ใน 30 ปี มีการโน้มน้าวการใช้งานใหม่ๆ มากมาย รวมถึงศูนย์ข้อมูลออปติคอลทั้งหมด จอฉายภาพเลเซอร์ดิจิตอล จอโฮโลแกรม LIDAR สำหรับยานยนต์ไร้คนขับ และการใช้งานทางการแพทย์ที่ใช้เลเซอร์จำนวนมาก แต่ฉันจะกล้าพูดว่าฉันไม่สามารถเห็นเลเซอร์ไดโอดถูกแทนที่ด้วยสิ่งอื่นใดในช่วงเวลานี้ 

credit: worldofwarcraftblogs.com Dialogues2004.com KilledTheJoneses.com 1000hillscc.com trtwitter.com bajoecolodge.com SnebLoggers.com withoutprescription-cialis-generic.com DailyComfortChallenge.com umweltakademie-blog.com combloglovin.com