Cad is frithchaiteoir optúil ann?

I ré an lae inniu maidir le forbairt thapa teicneolaíochta, tá optaic ina chuid thar a bheith tábhachtach den eolaíocht agus den teicneolaíocht nua -aimseartha, agus baineadh úsáid as go forleathan i go leor príomhréimsí amhail cumarsáid, cúram leighis, fuinneamh, agus breathnóireacht réalteolaíoch, ag imirt ról fíor -riachtanach. Ó chumarsáid snáithín optúil a bhaineann le tarchur faisnéise ardluais go teicneolaíocht íomháithe leighis a thuigeann go cruinn coinníollacha inmheánacha an choirp dhaonna; Ón tionscal fótavoltach a úsáideann fuinneamh na gréine go héifeachtach go teileascóip réalteolaíocha a dhéanann iniúchadh ar rúndiamhra na cruinne ollmhór, tá an teicneolaíocht optúil i ngach áit, ag soláthar fórsa tiomána láidir do nuálaíocht agus forbairt réimsí éagsúla. ​

Sa domhan iontach optúil seo, frithchaiteoirí optúla , mar phríomh -chomhpháirt optúil, tá siad cosúil le heochair mistéireach a osclaíonn an doras go ciúin do go leor feidhmchlár optúil, ag imirt ról bunúsach agus ríthábhachtach iontu. Dealraíonn sé go bhfuil struchtúr simplí ag an frithchaiteoir optúil, ach tá prionsabail optúla ollmhóra agus tréithe feidhmiúla den scoth ann. Is féidir leis an treo iomadúcháin agus déine an tsolais a rialú go cruinn de réir dlíthe optúla sonracha, rud a fhreastalaíonn ar na riachtanais optúla éagsúla i gcásanna éagsúla. Cibé an bhfuil sé mar na scátháin choitianta sa saol laethúil nó na hionstraimí optúla sofaisticiúla agus casta sa réimse ardteicneolaíochta, frithchaiteoir optúil Is féidir é a fheiceáil i ngach áit, agus tá a raon leathan iarratas iontach.
Ansin, déanaimis iniúchadh ar shaol mistéireach na bhfrithchaiteoirí optúla, tuigim go hiomlán agus go cúramach a phrionsabal oibre, a chineál struchtúrach, a phróiseas monaraíochta agus a bhfeidhmithe iontacha i réimsí éagsúla, nochtann sé a veil mistéireach, agus mothaíonn siad an charm gan teorainn agus an rúndiamhair draíochta atá ag an domhan optúil. ​

I. Mystery of Optical Fronctors a nochtadh

(I) Sainmhíniú eolaíoch ar fhrithchaiteoirí optúla

Ó thaobh an tsainmhínithe eolaíochta agus dhian, is iad na frithchaiteoirí optúla príomhfheidhmeanna optúla a úsáideann prionsabal na machnaimh solais go cliste chun treo iomadú solais a athrú, déine solais a choigeartú, nó feidhmeanna optúla sonracha a bhaint amach. Cé go bhfuil an sainmhíniú seo simplí, tá coincheapa optúla saibhre ann agus is é an bunús é chun an doras a oscailt do go leor feidhmeanna optúla. ​

Mar feiniméan optúil bunúsach agus tábhachtach, tagraíonn machnamh solais don feiniméan go n -athraíonn sé a threo iomadú ag an gcomhéadan nuair a thagann solas ar chomhéadan na substaintí éagsúla le linn iomadú. Sa saol laethúil, nílimid eolach ar an bhfeiniméan machnaimh solais. Nuair a scaoileann solas ar uisce calma, gloine réidh agus dromchlaí miotail éagsúla, tarlóidh machnamh soiléir. Mar shampla, úsáideann na scátháin a úsáidimid sa saol laethúil prionsabal an mhachnaimh solais chun ár n -íomhánna a léiriú go soiléir, rud a ligeann dúinn breathnú ar ár gcuma. ​

Tá gaol geoiméadrach soiléir idir an solas léirithe, solas an teagmhais agus an gnáthlíne. Tá na trí cinn ar an eitleán céanna, agus tá an solas léirithe agus an solas teagmhais scartha ar an dá thaobh den ghnáthlíne. Tá an uillinn machnaimh cothrom leis an uillinn teagmhais. Is é seo an dlí cáiliúil machnaimh ar an solas, arb é an bunús teoiriciúil é chun frithchaiteoirí optúla a oibriú. Díorthaíodh an dlí seo den chéad uair ag matamaiticeoir na Fraince agus an fhisiceora Pierre de Fermat trí dhíorthú matamaitice agus trí fhíorú turgnamhach, ag leagan bunús teoiriciúil soladach chun frithchaiteoirí optúla a dhearadh agus a chur i bhfeidhm. ​

Tá frithchaiteoirí optúla bunaithe ar an bprionsabal seo. Trí dhromchla machnamhach atá deartha go cúramach, déantar an solas teagmhais a léiriú agus a rialú go beacht, rud a fhágann go bhfuil sé mar aidhm aige treo iomadú an tsolais a athrú. I bhfeidhmithe praiticiúla, is féidir le frithchaiteoirí optúla solas a léiriú ag uillinn ar leith, cosán iomadú an tsolais a athrú, agus freastal ar riachtanais treo solais i gcásanna éagsúla. I teilgeoir, léiríonn frithchaiteoir optúil an solas a astaítear ón teilgeoir ar an scáileán, rud a fhágann go dtaispeántar taispeántas teilgean na híomhá; I teileascóp, is féidir le frithchaiteoir optúil treo iomadú an tsolais a athrú, ionas gur féidir leis an mbreathnadóir an solas a astaíonn comhlachtaí neamhaí i bhfad a dhíriú agus a fheiceáil go soiléir. ​

Chomh maith le treo iomadú an tsolais a athrú, is féidir leis an bhfrithchaiteoir optúil déine an tsolais a choigeartú freisin. Trí ábhair a roghnú le frithchaiteacht dhifriúil chun an dromchla machnamhach a dhéanamh, nó chun próiseáil speisialta a dhéanamh ar an dromchla machnamhach, is féidir leis an frithchaiteoir optúil déine an tsolais léirithe a rialú. Tá roinnt dromchlaí frithchaiteora brataithe go speisialta chun cumas machnaimh tonnfhaid shonracha solais a fheabhsú, rud a mhéadaíonn déine an tsolais léirithe; I roinnt ócáidí nuair is gá an déine solais a lagú, is féidir leis an frithchaiteoir optúil ábhair íseal-fhrithchaiteachta a úsáid chun déine an tsolais léirithe a laghdú chun freastal ar riachtanais iarbhír.

​
Is féidir le frithchaiteoirí optúla go leor feidhmeanna optúla sonracha a bhaint amach freisin. I réimse na cumarsáide optúla, is féidir frithchaiteoirí optúla a úsáid mar lasca optúla chun comharthaí optúla a athrú agus a tharchur trí chonair machnaimh an tsolais a rialú. I gcórais íomháithe optúla, is féidir frithchaiteoirí optúla a úsáid chun aberrations a cheartú agus chun cáilíocht agus soiléireacht na híomhá a fheabhsú. I dteicneolaíocht léasair, is cuid thábhachtach den chuas athshondach léasair iad na frithchaiteoirí optúla agus is féidir leo déine agus cobhsaíocht an léasair a fheabhsú.

(Ii) Comhghnéithe na bhfrithchaiteoirí optúla

Is iondúil go mbíonn na frithchaiteoirí optúla comhdhéanta de dhá chuid thábhachtacha, eadhon an dromchla machnamhach agus an struchtúr tacaíochta. Comhlánaíonn an dá chuid seo a chéile agus socraíonn siad i gcomhpháirt le feidhmíocht agus éifeacht feidhmithe an fhrithchaiteora optúla. ​
Mar phríomhchuid an fhrithchaiteora optúla, cinneann an dromchla machnamhach feidhmíocht fhrithchaiteach an fhrithchaiteora optúla go díreach. Tá tionchar ríthábhachtach ag roghnú ábhair agus ar chaighdeán dromchla an dromchla fhrithchaitigh ar an éifeacht machnaimh. Faoi láthair, áirítear na hábhair a úsáidtear go coitianta chun dromchlaí machnamhacha a dhéanamh go príomha ábhair mhiotail agus ábhair scannán tréleictreach. ​

Tá machnamh ard ag ábhair mhiotail, amhail airgead, alúmanam, ór, etc., agus is féidir leo solas a léiriú go héifeachtach. Is féidir le frithchaiteacht airgid a bheith chomh hard le 95% nó níos mó sa raon solais infheicthe, is féidir le frithchaiteacht alúmanaim thart ar 85% - 90% a bhaint amach, agus tá feidhmíocht fhrithchaiteach den scoth ag an ór sa bhanda infridhearg. Úsáidtear na hábhair mhiotail seo go forleathan i bhfrithchaiteoirí optúla éagsúla a dteastaíonn ard -fhrithchaiteacht uathu. I teileascóip réalteolaíocha, is iondúil go n -úsáidtear airgead nó alúmanam mar an t -ábhar dromchla machnamhach chun bailiúchán agus machnamh an tsolais lag a astaítear ag comhlachtaí neamhaí a uasmhéadú agus chun cumas breathnóireachta an teileascóp a fheabhsú; I roinnt ionstraimí optúla ard-bheachtais, is minic a úsáidtear dromchlaí machnamhacha óir i gcórais optúla sa bhanda infridhearg chun machnamh agus tarchur éifeachtach solais a chinntiú. ​

Mar sin féin, tá roinnt easnaimh ag ábhair mhiotail freisin. Is furasta tionchar a imirt ar dhromchla na n -ábhar miotail mar ocsaídiú agus creimeadh, rud a laghdaíonn a bhfeidhmíocht fhrithchaiteach agus a saol seirbhíse. D'fhonn an fhadhb seo a réiteach, is minic a bhíonn scannán cosanta brataithe ar dhromchla na miotail, nó úsáidtear próiseas pacáistithe speisialta chun an dromchla machnamhach miotail a chosaint ó chreimeadh ag an timpeallacht sheachtrach. Le dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta, tá daoine ag iniúchadh ábhair miotail nua nó cóimhiotail miotail i gcónaí chun feidhmíocht agus cobhsaíocht an dromchla machnamhach a fheabhsú. ​

Is ábhar dromchla frithchaiteach eile é ábhar scannán tréleictreach a úsáidtear go coitianta. Tá an scannán tréleictreach comhdhéanta de shraitheanna éagsúla de scannáin tanaí tréleictreach le hinnéacsanna athraonta éagsúla. Trí rialú a dhéanamh go beacht ar thiús agus ar innéacs athraonta gach ciseal den scannán, is féidir machnamh ard solais tonnfhaid ar leith a bhaint amach. Tá airíonna optúla maithe agus cobhsaíocht cheimiceach ag an ábhar scannán tréleictreach, agus is féidir leis feidhmíocht machnamhach sheasmhach a choinneáil faoi choinníollacha éagsúla comhshaoil. I roinnt scagairí optúla, is minic a úsáidtear ábhair scannán tréleictreach mar dhromchlaí machnamhacha. Trí struchtúir éagsúla scannán a dhearadh, is féidir machnamh roghnach agus tarchur solais na dtonnfhaid shonracha a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil sé cuspóir le scagadh a bhaint amach; I roinnt léasair, úsáidtear frithchaiteoirí scannán tréleictreach go forleathan freisin chun cumhacht aschuir agus cobhsaíocht léasair a fheabhsú. ​

Chomh maith le rogha na n -ábhar, bíonn tionchar suntasach ag cáilíocht dhromchla an dromchla fhrithchaitigh ar an bhfeidhmíocht fhrithchaiteach. Is féidir le dromchla réidh agus cothrom machnamhach éifeacht mhachnaimh scátháin a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil an solas léirithe comhchruinnithe agus soiléir; Má tá míchothrom beag bídeach nó lochtanna ar an dromchla machnamhach, beidh scaipeadh solais ann, laghdóidh sé déine agus soiléireacht an tsolais léirithe, agus beidh tionchar aige ar fheidhmíocht an fhrithchaiteora optúla. Nuair a bhíonn an dromchla machnamhach á mhonarú, is iondúil go n-úsáidtear teicnící próiseála ard-bheachtais, mar shampla meilt agus snasú chun a chinntiú go sroicheann garda dromchla an dromchla fhrithchaitigh an leibhéal nanaiméadar nó níos ísle fós, chun feidhmíocht machnamhach den scoth a fháil. Úsáidtear ardteicneolaíochtaí braite ar nós micreascópacht fórsa adamhach (AFM) agus idirghabhálacha freisin chun caighdeán dromchla an dromchla fhrithchaitigh a bhrath go docht chun a chinntiú go gcomhlíonann sé na riachtanais dearaidh. ​

Tá ról fíor -riachtanach ag an struchtúr tacaíochta freisin sa fhrithchaiteoir optúil. Tacaíonn sé go príomha leis an dromchla machnamhach agus socraíonn sé, ag cinntiú gur féidir leis an dromchla machnamhach suíomh agus staidiúir sheasmhach a choinneáil le linn úsáide gan a bheith suaite ag tosca seachtracha. Ní mór do dhearadh an struchtúir tacaíochta ilfhachtóirí a chur san áireamh, lena n -áirítear cruth, méid, meáchan an dromchla machnamhach, chomh maith le timpeallacht úsáide agus riachtanais oibre an fhrithchaiteora optúla. ​

I gcás frithchaiteoirí beaga optúla, is féidir leis an struchtúr tacaíochta a bheith sách simplí, mar shampla fráma miotail nó lúibín plaisteach a úsáid chun an dromchla machnamhach sa suíomh inmhianaithe a shocrú. I roinnt gléasanna coitianta optúla turgnamhacha, is minic a úsáidtear lúibíní miotail simplí chun tacú leis an frithchaiteoir chun oibriú agus coigeartú turgnamhach a éascú. Maidir le frithchaiteoirí móra optúla, mar fhrithchaiteoirí ollmhóra i dteileascóip réalteolaíocha, ní mór don struchtúr tacaíochta a bheith níos casta agus níos láidre. Is iondúil go mbíonn méid agus meáchan ollmhór ag na frithchaiteoirí móra seo, agus ní mór dóibh tionchar a gcuid domhantarraingthe féin agus tosca comhshaoil ​​seachtracha a sheasamh (mar shampla gaoth, athruithe teochta, etc.). D'fhonn cruinneas agus cobhsaíocht an fhrithchaiteora a chinntiú, is iondúil go nglacann an struchtúr tacaíochta le dearadh agus ábhair speisialta, amhail tacaíocht ilphointe, tacaíocht sholúbtha, etc., chun meáchan an fhrithchaiteora a scaipeadh go cothrom agus an dífhoirmiúchán de bharr domhantarraingthe a laghdú; Ag an am céanna, roghnaítear ábhair le déine ard agus comhéifeacht leathnaithe teirmeach íseal, mar shampla, ábhair ilchodacha snáithín carbóin, etc., chun tionchar na n -athruithe teochta ar an struchtúr tacaíochta agus an dromchla machnamhach a laghdú.

​
Ní mór feidhmeanna coigeartaithe áirithe a bheith ag an struchtúr tacaíochta freisin ionas gur féidir suíomh agus uillinn an dromchla machnaimh a choigeartú go cruinn le linn suiteála agus coimisiúnú an fhrithchaiteora optúla chun riachtanais an chórais optúil a chomhlíonadh. I roinnt ionstraimí optúla ardchruinnithe, is iondúil go mbíonn feistí beachta mionchoigeartaithe, mar shampla meicníochtaí cnó scriú, tiománaithe ceirmeacha piezoelectric, etc., trínar féidir le suíomh agus uillinn an dromchla fhrithchaitigh a mhionchoigeartú agus a chalabrú chun a chinntiú go mbeidh feidhmíocht optúil an chórais optúil.

Ii. Anailís dhomhain ar phrionsabal oibre na bhfrithchaiteoirí optúla

(I) bunchloch an dlí machnaimh solais

Is é an dlí machnaimh ar an solas, mar bhunchloch theoiriciúil oibriú frithchaiteoirí optúla, an eochair chun feiniméan machnaimh solais a thuiscint. Déanann an dlí seo cur síos go hachomair agus go mór ar an ngaol geoiméadrach idir an solas teagmhais, an solas léirithe agus an gnáth le linn an phróisis mhachnaimh solais. Cuimsíonn a chroí -ábhar an dá phointe seo a leanas:

Tá uillinn na minicíochta cothrom leis an uillinn machnaimh: is í an uillinn minicíochta an uillinn a chruthaíonn solas an eachtra agus an gnáth; Is é an uillinn machnaimh an uillinn a chruthaíonn an solas léirithe agus an gnáth. I bhfeiniméan na machnaimh solais, is cuma cén chaoi a bhfuil ábhar agus cruth an dromchla fhrithchaiteachta agus tonnfhad agus déine an athraithe solais, fanann an uillinn teagmhasach agus an uillinn machnaimh cothrom i gcónaí. Ní hamháin go ndéantar an dlí seo a léiriú go intuigthe i bhfeiniméin mhachnaimh shimplí sa saol laethúil, mar shampla, nuair a fhéachaimid ar an scáthán, is féidir linn a fheiceáil go soiléir go bhfuil ár n -íomhá siméadrach linn féin faoin dromchla scátháin. Taobh thiar de seo tá an prionsabal go bhfuil an uillinn minicíochta cothrom leis an uillinn machnaimh. I bhfeidhmchláir taighde eolaíochta agus innealtóireachta, tá sé fíoraithe go dian ag turgnaimh gan áireamh agus tá sé ar cheann de na dlíthe bunúsacha a nglactar leo go forleathan agus a cuireadh i bhfeidhm i réimse na optaic.

Tá an solas teagmhais, an solas léirithe agus an gnáthghné sa phlána céanna: is é an gnáth ná líne dhíreach fhíorúil a théann tríd an bpointe teagmhais agus ingearach leis an dromchla machnaimh. Tá ról tagarmhairc ríthábhachtach aige i ndlí machnaimh an tsolais. Caithfidh an solas teagmhais, an solas léirithe agus an gnáth a bheith sa phlána céanna. Cinntíonn an ghné seo go bhfuil treo agus intuarthacht shoiléir ag an bpróiseas machnaimh solais i gcéimseata. I dturgnamh simplí optúil, is féidir linn peann léasair, scáthán eitleáin agus scáileán solais bán a úsáid le scála chun an dlí seo a léiriú go hiomasach. Nuair a scaoileann an solas a astaíonn an peann léasair ar an scáthán eitleáin, is féidir linn an solas teagmhais a bhreathnú go soiléir, solas léirithe agus an gnáthlíne ingearach leis an scáthán eitleáin tríd an bpointe teagmhais ar an scáileán solais. Tá siad go léir san eitleán ina bhfuil an scáileán solais suite. Is cuma cén chaoi a n -athraímid uillinn an pheann léasair, is coplanar iad na trí líne seo i gcónaí. ​

Is féidir dlí machnaimh an tsolais a rianú siar go dtí an Ghréig ársa. Ina leabhar "Reflection Optics", rinne an matamaiticeoir Euclid staidéar ar feiniméan machnaimh an tsolais ar an scáthán agus chruthaigh sé fréamhshamhail an dlí machnaimh. Mhol sé nuair a léirítear solas ar scáthán, go bhfuil an uillinn idir solas an eachtra agus an scáthán cothrom leis an uillinn idir an solas léirithe agus an scáthán. Cé go bhfuil sé seo difriúil leis an abairt nua -aimseartha, tá sé leagtha síos don bhunchloch le haghaidh taighde níos déanaí. De réir mar a chuaigh an t -am ar aghaidh, sa 1ú haois AD, rinne Laoch Alexandria staidéar breise ar an bhfeiniméan machnaimh solais. Luaigh sé, nuair a léirítear solas, má tá an uillinn minicíochta cothrom leis an uillinn machnaimh, is é an fad a thaistealaíonn an solas an ceann is giorra, is é sin, leanann an próiseas machnaimh solais prionsabal an fhaid is giorra. Thug an fionnachtain seo brí fhisiciúil níos doimhne don dlí. Sa 10ú agus sa 11ú haois, léirigh an scoláire Arabach Al-Hazen, bunaithe ar thaighde na sean-Ghréagaigh, go bhfuil an uillinn mhinicíochta agus an uillinn machnaimh sa phlána céanna, rud a fhágann go bhfuil an dlí machnaimh níos foirfe. I 1823, thug fisiceoir na Fraince Fresnel isteach dlí cainníochtúil an dlí machnaimh agus an dlí athraonta, eadhon an fhoirmle fresnel, a thug míniú teoiriciúil níos doimhne ar an machnamh agus ar feiniméin athraonta solais ó dhearcadh optaic tonnta, agus níos doimhne ar thuiscint na ndaoine ar an dlí de sholas. ​

In iarratais phraiticiúla, tá tábhacht mhór ag baint le dlí machnaimh an tsolais. Soláthraíonn sé bonn teoiriciúil soladach do dhearadh, monarú agus cur i bhfeidhm na bhfrithchaiteoirí optúla. Cibé an bhfuil sé ina fhrithchaiteoir simplí eitleáin nó ina fhrithchaiteoir cuartha casta, tá a phrionsabal dearaidh agus oibre bunaithe ar dhlí machnaimh an tsolais. I ndearadh ailtireachta, is féidir le frithchaiteoirí atá deartha ag baint úsáide as dlí machnaimh an tsolais solas nádúrtha a thabhairt isteach sa seomra chun soilsiú sábhála fuinnimh a bhaint amach; I ndéantúsaíocht gluaisteán, tá dearadh na scáthán cúlfhéachana bunaithe freisin ar dhlí machnaimh an tsolais chun a chinntiú gur féidir leis an tiománaí an scéal taobh thiar den fheithicil a bhreathnú go soiléir agus sábháilteacht tiomána a chinntiú. Tá ról fíor-riachtanach ag dlí machnaimh an tsolais freisin i réimsí ardteicneolaíochta amhail teicneolaíocht léasair, cumarsáid optúil, agus breathnóireacht réalteolaíoch. I dtrealamh próiseála léasair, trí uillinn an fhrithchaiteora a rialú go beacht, úsáidtear dlí machnaimh an tsolais chun an bhíoma léasair a threorú agus a dhíriú go cruinn, rud a fhágann go bhfuil próiseáil ard-bheachtais ar ábhar; I gcórais chumarsáide optúla, úsáideann frithchaiteoirí optúla an dlí machnaimh ar an solas chun tarchur, athrú agus próiseáil comharthaí optúla a bhaint amach, ag soláthar ráthaíochta do tharchur faisnéise ardluais agus acmhainneachta. ​

(Ii) meicníocht oibre na bhfrithchaiteoirí optúla

Tá meicníocht oibre na bhfrithchaiteoirí optúla dírithe go dlúth ar dhlí machnaimh an tsolais. Trí dhromchla machnamhach atá deartha go cúramach, athraítear an cosán iomadúcháin solais go cliste chun freastal ar riachtanais optúla éagsúla. Tá modhanna oibre difriúla ag cineálacha éagsúla frithchaiteoirí optúla mar gheall ar chruthanna, ábhair agus struchtúir éagsúla a ndromchlaí machnamhacha.

​
Tá frithchaiteoirí eitleáin ar cheann de na frithchaiteoirí optúla is coitianta, agus is plánaí iad a ndromchlaí machnamhacha. Nuair a scaoileann solas ar fhrithchaiteoir eitleáin, de réir an dlí machnaimh ar an solas, tá an solas teagmhais agus an solas léirithe siméadrach faoin ngnáthlíne, agus tá an uillinn mhinicíochta cothrom le huillinn na machnaimh, ionas go léirítear an solas ar ais ag an uillinn chéanna, ag cruthú íomhá fhíorúil atá siméadrach leis an réad faoi dhromchla an scátháin. Sa saol laethúil, is tipiciúla iad na scátháin a úsáidimid gach lá ar fhrithchaiteoirí eitleáin. Nuair a sheasann muid os comhair scátháin, astaítear solas uainn, scaoileann sé ar dhromchla an scátháin, agus ansin léiríonn sé ar ais de réir an dlí machnaimh agus téann sé isteach inár súile, ag ligean dúinn ár n -íomhá féin a fheiceáil. Ós rud é go dtrasnaíonn na línte sínte droim ar ais sa solas léirithe ag pointe amháin, is íomhá fhíorúil í an íomhá a fhoirmítear, ach tá an íomhá fhíorúil seo siméadrach linn féin faoi dhromchla an scátháin i méid, i gcruth agus i suíomh, ag tabhairt taithí amhairc iomasach dúinn. I dturgnaimh optúla, is minic a úsáidtear scátháin eitleáin chun treo iomadú an tsolais a athrú. Mar shampla, i Michelson Interferometer, roinneann scáthán eitleáin léas solais ina dhá bhíoma, agus ansin léiríonn sé an dá bíoma ar ais le haghaidh cur isteach, rud a fhágann go bhfuil tomhas cruinn ar pharaiméadair solais mar thonnfhad agus minicíocht. ​

Tá modh oibre níos casta ag scátháin cuartha. Tá a ndromchlaí machnaimh cuartha, lena n -áirítear scátháin cuasacha agus scátháin dronnach go príomha. Tá an dromchla machnaimh de scáthán cuasach cuasach isteach, rud a fhéadann gathanna solais comhthreomhara a dhéanamh le pointe, ar a dtugtar an fócas. Nuair a ionradaítear gathanna éadroma comhthreomhara ar scáthán cuasach, de réir an dlí machnaimh ar an solas, déanfar na gathanna solais léirithe a shraonadh i dtreo na haise lárnacha agus ar deireadh thiar tabharfaidh siad an fócas. Mar gheall ar an tréith seo de scátháin cuasacha i scátháin cuasacha, is iarratais thábhachtacha iad i go leor réimsí. I gceannladáin ghluaisteáin, úsáidtear scátháin cuasacha mar fhrithchaiteoirí chun an solas a astaítear leis an mbolg a chóineasú agus a léiriú, ag cruthú bhíoma láidir agus comhchruinnithe chun an bóthar a shoilsiú agus sábháilteacht tiomána oíche a fheabhsú; I dtéitheoirí uisce gréine, úsáidtear scátháin cuasacha chun fuinneamh gréine a bhailiú agus chun solas na gréine a chóineasú ar an bhfeadán bailithe teasa, ionas go dtéitear suas go tapa agus go mbaineann an t -uisce sa fheadán bailithe teasa suas agus go mbainfear amach fuinneamh gréine go fuinneamh teirmeach; I teileascóip réalteolaíocha, úsáidtear scátháin mhóra mhóra mar scátháin phríomhúla chun solas lag a bhailiú ó chomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin agus iad a chóineasú go dtí an fócas, agus ansin é a fhormhéadú agus a bhreathnú trí ghnéithe optúla eile chun cabhrú le réalteolaithe iniúchadh a dhéanamh ar rúndiamhra na cruinne.

​
Tá dromchla machnamhach an scátháin dronnach dronnach amach, agus is é a fheidhm ná solas comhthreomhar a dhéanamh. Nuair a shíneann solas comhthreomhar ar an scáthán dronnach, beidh an solas léirithe éagsúil ón ais lárnach, agus trasnóidh na línte sínte droim ar ais den solas léirithe ag pointe amháin chun fócas fíorúil a chruthú. Cuireann an tréith éadrom éagsúil seo den scáthán dronnach ar a chumas an réimse radhairc a leathnú, mar sin úsáidtear go forleathan é i roinnt ócáidí nuair is gá raon níos mó a bhreathnú. Is iondúil go n -úsáidtear scátháin dronnach i scátháin chúltaca carranna. Is féidir le tiománaithe breathnú ar raon níos leithne coinníollacha taobh thiar den charr trí na scátháin cúlfhéachana, spotaí dall amhairc a laghdú, agus sábháilteacht tiomána a fheabhsú. Tá scátháin dronnach socraithe freisin ag lúbaí roinnt bóithre chun cabhrú le tiománaithe breathnú ar na dálaí tráchta ar an taobh eile den lúb roimh ré agus timpistí imbhuailte a sheachaint. ​

Chomh maith le frithchaiteoirí eitleáin agus frithchaiteoirí cuartha, tá roinnt cineálacha speisialta frithchaiteoirí optúla ann a bhaineann feidhmeanna optúla sonracha amach trí struchtúir uathúla agus modhanna oibre. Mar shampla, tá frithchaiteoir cúinne comhdhéanta de thrí fhrithchaiteoir eitleáin ingearacha. Féadann sé an solas teagmhais a léiriú ar ais i dtreo atá comhthreomhar le treo na heachtra. Beag beann ar threo an tsolais teagmhais, is féidir leis an solas léirithe filleadh go cruinn ar an treo bunaidh. Fágann an tréith seo den fhrithchaiteoir cúinne go bhfuil feidhmchláir thábhachtacha aige i léasar, cumarsáid satailíte agus réimsí eile. I raon léasair, cuirtear frithchaiteoir cúinne ar an sprioc -réad. Tar éis don bhíoma léasair a astaítear an frithchaiteoir cúinne a bhualadh, léireofar é ar ais go dtí an fhoinse astaíochta. Trí am turas cruinn an léasair a thomhas, is féidir an fad idir an sprioc-réad agus an fhoinse astaíochta a ríomh go cruinn; I gcumarsáid satailíte, tá an frithchaiteoir cúinne suiteáilte ar an satailíte. Tar éis don chomhartha a astaíonn an stáisiún talún a bheith léirithe ag an frithchaiteoir cúinne ar an satailíte, is féidir leis filleadh go cruinn ar an stáisiún talún chun cumarsáid a bhaint amach idir an satailíte agus an talamh. ​

Mar shampla, is frithchaiteoir optúil é scoilteoir bhíoma ar féidir leis léas solais a roinnt ina dhá bíoma nó níos mó. Is iondúil go ndéantar é de scannán leath-thrédhearcach agus leath-fhrithchaiteach. Nuair a bhuaileann an solas an scoilteoir bhíoma, léireofar cuid den solas agus rachaidh an chuid eile tríd an scoilteoir bhíoma. Is féidir an cóimheas idir an solas léirithe le solas tarchurtha a choigeartú de réir dhearadh an scoilteoir bhíoma agus an phróisis sciath. Úsáidtear scoilteoirí bhíoma go forleathan i dturgnaimh optúla, ionstraimí optúla agus córais chumarsáide optúla. I dturgnaimh optúla, is minic a úsáidtear scoilteoirí bhíoma chun léas solais a roinnt ina dhá bhíoma chun críocha turgnamhacha éagsúla. Mar shampla, i dturgnamh cur isteach dúbailte, roinneann scoilteoir bhíoma an solas a astaítear le foinse solais ina dhá bíomaí. Cuireann an dá bíomaí isteach ar an scoilt dhúbailte, ag cruthú imill trasnaíochta, rud a fhíoraíonn nádúr tonn an tsolais. I gcórais chumarsáide optúla, is féidir scoilteoirí bhíoma a úsáid chun comharthaí optúla a roinnt ina gcosáin éagsúla agus iad a tharchur chuig foircinn éagsúla glactha chun dáileadh agus próiseáil comhartha a bhaint amach.

Iii. Cineálacha iolracha agus tréithe uathúla na bhfrithchaiteoirí optúla

(I) Frithchaiteoirí eitleáin: simplí agus praiticiúil

Tá struchtúr simplí agus soiléir ag frithchaiteoirí eitleáin, mar an cineál is bunúsaí agus is coitianta de fhrithchaiteoirí optúla, agus is plána cothrom é an dromchla machnamhach. Tá tábhacht optúil thábhachtach sa dearadh struchtúrach simplí seo, rud a chiallaíonn go bhfuil ról fíor -riachtanach aige i go leor réimsí.

Ó thaobh na beatha laethúla de, tá frithchaiteoirí eitleáin i ngach áit. Is é atá sa scáthán feistis sa bhaile ná cur i bhfeidhm tipiciúil de fhrithchaiteoirí eitleáin, a thugann áisiúlacht do dhaoine a n -íomhá féin a bhreathnú go intuigthe. Nuair a sheasann muid os comhair an scátháin chóirithe, léirítear solas ó dhromchla ár gcorp go dtí an scáthán. De réir an dlí machnaimh ar an solas, léirítear an solas léirithe ar ais ar uillinn atá cothrom le solas na heachtra, rud a chruthaíonn íomhá fhíorúil sa scáthán atá cothrom lenár méid féin agus os coinne ár gclé agus ar dheis. Ní hé an íomhá fhíorúil seo cóineasú an tsolais iarbhír, ach ár dtuairim amhairc, ach cuireann sé ar ár gcumas ár gcuid éadaí agus cóirithe féin a fheiceáil go soiléir, rud atá áisiúil do slachtáil agus do mheaitseáil. I siopaí bearbóirí, tá ról tábhachtach ag frithchaiteoirí eitleáin freisin. Is féidir le custaiméirí breathnú ar phróiseas oibríochta an bharraí tríd an scáthán agus cumarsáid éifeachtach a dhéanamh leis an mBarber chun a chinntiú go mbaineann an stíl gruaige an éifeacht a bhfuil siad sásta leis. Ina theannta sin, is minic a úsáidtear scátháin eitleáin i maisiú istigh. Trí shocrú cliste, is féidir leo an t -ordlathas agus gile an spáis a mhéadú, rud a fhágann go bhfuil an seomra níos fairsinge agus níos compordaí.

In ionstraimí optúla, tá ról lárnach ag scátháin eitleáin. Is sampla tipiciúil iad periscopes de scátháin eitleáin a úsáid chun treo iomadú an tsolais a athrú. Is iondúil go mbíonn dhá scáthán eitleáin comhthreomhara i gceist le periscopes. Téann an solas ón mbealach isteach uachtarach, agus tar éis é a bheith léirithe ag an gcéad scáthán eitleáin, athraíonn sé an treo iomadúcháin agus iomadaíonn sé síos. Tar éis dó a bheith léirithe ag an dara scáthán eitleáin, fágann sé ar deireadh ón imeacht íochtarach agus téann sé isteach i súile an bhreathnadóra. Ar an mbealach seo, is féidir leis an mbreathnadóir rudaí a bhreathnú os cionn nó faoi bhun a shuíomh féin gan é féin a nochtadh. Úsáidtear é go forleathan i réimsí míleata, loingseoireachta agus eile. I dturgnaimh optúla, is minic a úsáidtear scátháin eitleáin chun cosáin optúla a thógáil, chun stiúradh agus machnamh solais a bhaint amach, agus cabhraíonn siad le heolaithe taighde agus turgnaimh a dhéanamh ar feiniméin optúla éagsúla. Mar shampla, i Michelson Interferometer, roinneann scáthán eitleáin léas solais ina dhá bhíoma, agus ansin léiríonn sé an dá bíoma ar ais le haghaidh cur isteach, rud a fhágann go bhfuil tomhas cruinn ar pharaiméadair solais mar thonnfhad agus minicíocht.

Tá rialacha uathúla ag tréithe íomháithe scátháin eitleáin. Is íomhá fhíorúil í an íomhá a fhoirmíonn sé, rud a chiallaíonn nach bhfuil aon phointe iarbhír cóineasaithe solais ag suíomh na híomhá, ach cruthaítear é trí chrosbhealach na línte síneadh droim ar ais den solas léirithe. Tá an íomhá fhíorúil díreach mar an gcéanna leis an réad, rud a fhágann nach bhfuil aon difríocht idir an chuma atá ar an bhféin a fheicimid sa scáthán. Tá an íomhá agus an réad siméadrach faoin eitleán scátháin, ní hamháin i dtreoracha ar chlé agus ar dheis, ach freisin i dtreonna comhfhreagracha agus síos. Tá tábhacht mhór ag baint leis an tréith siméadrachta seo sa saol laethúil agus i dtaighde eolaíoch. Tugann sé tagairt amhairc iomasach dúinn chun cabhrú linn breithiúnas a thabhairt ar shuíomh agus ar threo ruda. Tá an tréith ag an scáthán eitleáin freisin nach n -athrófaí comhchruinniú an bhíoma solais. Tar éis machnamh a dhéanamh ar an scáthán eitleáin, tá an léas solais chomhlárnach éagsúil fós ina bhíoma solais chomhlárnach éagsúil, agus is léas éadrom comhlárnach comhchruinnithe é an léas solais comhlárnach atá ag teacht le chéile, rud a chuireann ar a chumas na buntréithe solais sa chóras optúil a choinneáil gan a bheith ag teacht isteach.

(Ii) Frithchaiteoir sféarúil: An ealaín a bhaineann le díriú agus dibhéirseacht

Is féidir an frithchaiteoir sféarúil, a bhfuil a dhromchla machnamhach mar chuid den sféar, a roinnt níos mó i scátháin cuasacha agus scátháin dronnach de réir na gcoinníollacha cuasacha agus dronnach den dromchla machnamhach. Tá struchtúir uathúla agus prionsabail oibre ag gach ceann acu, a thaispeánann an charm ealaíonta a bhaineann le díriú agus dibhéirseacht i réimse na optaic. ​

Tá dromchla machnamhach an scátháin cuasach cuasach isteach, agus tugann an struchtúr uathúil seo cumas láidir dírithe air. Nuair a ionradaítear an solas comhthreomhar ar an scáthán cuasach, de réir an dlí machnaimh ar an solas, déanfar an solas léirithe a shraonadh i dtreo na haise lárnacha agus ar deireadh thiar tagann sé go pointe, ar a dtugtar an fócas. Is é fócas an scátháin cuasach pointe cóineasaithe an tsolais iarbhír, mar sin is é an fíorfhócas é. Mar gheall ar thréithe dírithe an scátháin cuasach, tá feidhmchláir thábhachtacha aige i mórán réimsí. Sa teileascóp, is féidir leis an scáthán cuasach, mar an príomh -scáthán, solas lag a bhailiú ó chomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin agus é a dhíriú ar an bhfócas, agus ansin é a mhéadú agus a bhreathnú trí ghnéithe optúla eile, ag cuidiú le réalteolaithe iniúchadh a dhéanamh ar rúndiamhra na cruinne. Baineann an teileascóp atá ag teacht chun cinn cáiliúil úsáid as scáthán cuasach mar an príomh -scáthán chun solas a léiriú don eyepiece ar thaobh an fheadáin chun comhlachtaí neamhaí a bhreathnú. I gceannladáin ghluaisteáin, úsáidtear scátháin cuasacha mar fhrithchaiteoirí chun an solas a astaíonn an bolgán a léiriú agus a léiriú chun léas solais láidir agus tiubhaithe a chruthú, ag soilsiú an bhóthair amach romhainn agus ag feabhsú sábháilteacht tiomána oíche. I dtéitheoirí uisce gréine, úsáidtear scátháin cuasacha chun fuinneamh gréine a bhailiú, chun solas na gréine a chóineasú ar an bhfeadán bailithe teasa, agus an t -uisce a théamh suas go tapa sa fheadán bailithe teasa chun tiontú éifeachtach fuinnimh gréine a bhaint amach go fuinneamh teirmeach. ​

Tá dromchla machnamhach na mbolg scáthán dronnach amach, agus tá a fheidhm os coinne an scátháin cuasach, go príomha chun solas comhthreomhar a mhaolú. Nuair a shíneann solas comhthreomhar ar an scáthán dronnach, beidh an solas léirithe éagsúil ón ais lárnach, agus trasnóidh na línte sínte droim ar ais den solas léirithe ag pointe amháin chun fócas fíorúil a chruthú. Cuireann tréith éadrom éagsúil an scátháin dronnach ar a chumas an réimse radhairc a leathnú, mar sin úsáidtear go forleathan é i roinnt ócáidí nuair is gá raon níos mó a bhreathnú. Is iondúil go n -úsáideann scáthán cúlghabhálach carr scáthán dronnach. Is féidir leis an tiománaí breathnú ar raon níos leithne coinníollacha taobh thiar den charr tríd an scáthán cúlfhéachana, spotaí dall amhairc a laghdú, agus sábháilteacht tiomána a fheabhsú. Tá scátháin dronnach socraithe freisin ag lúbaí roinnt bóithre chun cabhrú le tiománaithe breathnú ar na dálaí tráchta ar an taobh eile den lúb roimh ré chun timpistí imbhuailte a sheachaint. Is minic a úsáideann scátháin frith-ghoid in ollmhargaí scátháin dronnach, a cheadaíonn don fhoireann breathnú ar limistéar níos mó agus goid féideartha a bhrath in am.

Tá tréithe difriúla ag scátháin cuasacha agus scátháin dronnach freisin maidir le híomhá. Ag brath ar an achar réada, is féidir le scáthán cuasach fíor -íomhá inbhéartaithe, méadaithe nó laghdaithe a chruthú, nó íomhá fíorúil dhíreach agus mhéadaithe. Nuair a bhíonn an réad lasmuigh de fhócas an scátháin cuasach, cruthaítear fíor -íomhá inbhéartaithe. Dá mhéad an fad réada, is ea is lú an íomhá; Nuair a bhíonn an réad laistigh den fhócas, cruthaítear íomhá fhíorúil dhíreach, agus tá an íomhá níos mó ná an réad. Cruthaíonn scátháin dronnach íomhánna fíorúla ina seasamh agus laghdaithe i gcónaí. Is cuma cé chomh fada is atá an réad ón scáthán dronnach, ní athróidh méid na híomhá. Mar sin féin, de réir mar a mhéadaíonn an fad réada, beidh an íomhá níos gaire don fhócas fíorúil. Fágann na tréithe íomháithe seo go bhfuil scátháin cuasacha agus go bhfuil scátháin dronnach ag imirt a róil uathúla féin i gcórais optúla éagsúla, ag freastal ar riachtanais daoine le haghaidh íomháithe i gcásanna éagsúla.

(Iii) Frithchaiteoir Parabolic: Samhail de dhíriú beacht ​

Tá na frithchaiteoirí parabolic, lena n-airíonna optúla uathúla agus a gcumas dírithe den scoth, ina samhail de dhíriú beacht, ag imirt ról nach féidir a athsholáthar agus a bheith tábhachtach i go leor réimsí ardleibhéil.

​

Tagann airíonna optúla na bhfrithchaiteoirí parabolic óna gcruth speisialta - an parabola. Nuair a bhíonn an solas comhthreomhar leis an ais optúil ionradaithe ar an bhfrithchaiteoir parabóileach, de réir dhlí na machnaimh solais, léireofar na gathanna seo go cruinn agus tabharfar le chéile iad ar deireadh ag an bhfócas. Cuireann an ghné seo ar chumas an fhrithchaiteora pharabóiligh an solas a dhíriú go mór agus cruinneas an -ard a bhaint amach. Os a choinne sin, beidh an solas a astaítear ón bhfócas mar sholas comhthreomhar tar éis é a léiriú ag an frithchaiteoir parabóileach. Léiríonn an inchúlaitheacht seo na buntáistí optúla uathúla a bhaineann leis an frithchaiteoir parabóileach. ​

I réimse na teileascóip raidió, tá ról lárnach ag frithchaiteoirí parabolic. Úsáidtear teileascóip raidió go príomha chun comharthaí tonn raidió a fháil ó dhoimhneacht na cruinne. Tá na comharthaí seo an -lag agus ní mór iad a bhailiú agus a chóineasú le dromchla mór machnaimh. Cuireann tréithe beachta an fhrithchaiteora parabóiligh ar a chumas na comharthaí tonn raidió a fuarthas ar an nglacadóir a dhíriú ag an bpointe fócasach, ag feabhsú go mór le neart agus íogaireacht na gcomharthaí, rud a chabhraíonn le réalteolaithe comharthaí coirp níos laige agus níos laige a bhrath. Mar shampla, is frithchaiteoir mór parabóileach é príomhstruchtúr an Teileascóp Raidió Sféarúil 500 méadar (FAST) i Guizhou, an tSín, ar féidir leis comharthaí tonn raidió a bhailiú ó na cruinne agus tacaíocht láidir a sholáthar do mo thír chun cinn mhóra a dhéanamh i réimsí na taiscéalaíochta spáis agus taighde Pullar.

​
Tá comhchruinnithe gréine ar cheann de na réimsí feidhme tábhachtacha a bhaineann le frithchaiteoirí parabolic freisin. Leis an éileamh méadaitheach ar fhuinneamh glan, tá aird fhorleathan tugtha ag fuinneamh na gréine, mar fhuinneamh glan in -athnuaite. I gcomhchruinnithe gréine, is féidir le frithchaiteoirí parabolic achar mór solas na gréine a dhíriú i limistéar níos lú, dlús fuinnimh fuinnimh na gréine a mhéadú, agus úsáid éifeachtach a bhaint as fuinneamh gréine. I roinnt stáisiúin chumhachta gréine, socraítear líon mór frithchaiteoirí parabolic in eagair chun solas na gréine a dhíriú ar fheadáin bhailitheora nó ar chealla fótavoltacha chun gaile nó leictreachas ardteochta a ghiniúint, rud a fhágann go n-aistrítear fuinneamh gréine ina fhuinneamh teirmeach nó i leictreachas. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn an modh seo chun frithchaiteoirí parabolic a úsáid chun fuinneamh gréine a dhíriú ar éifeachtúlacht úsáide fuinnimh na gréine, ach laghdaíonn sé costas giniúna na gréine, rud a chuireann go mór le forbairt fuinnimh inbhuanaithe.

(Iv) Cineálacha speisialta frithchaiteoirí eile

Chomh maith leis na frithchaiteoirí plána comónta, na frithchaiteoirí sféarúla agus na frithchaiteoirí parabolic a luaitear thuas, tá roinnt cineálacha speisialta frithchaiteoirí eile i réimse na optaic, amhail frithchaiteoirí ellipsoidal, frithchaiteoirí hipearbóileacha, etc. Tá tréithe uathúla ag gach ceann acu agus tá ról lárnach acu i gcórais optúla ar leith. ​

Tá dhá phointe fócasacha ag frithchaiteoirí ellipsoidal, a bhfuil a ndromchla machnamhach. Nuair a astaítear solas ó fhócas amháin, tiocfaidh sé go fócas eile tar éis dó a bheith léirithe ag an Frithchaiteoir Ellipsoidal. Mar gheall ar an tréith uathúil seo a dhíríonn ar fhrithchaiteoirí ellipsoidal a úsáidtear i roinnt córas optúil a dteastaíonn fócas agus íomháú beacht uathu. I roinnt micreascóip optúla ardleibhéil, is féidir frithchaiteoirí ellipsoidal a úsáid chun solas a dhíriú ar shamplaí, chun feabhas a chur ar cháilíocht agus ar íomháú an mhicreascóp, agus cabhraíonn sé le taighdeoirí breathnú níos soiléire ar shonraí an domhain micreascópach. I réimse na próiseála léasair, is féidir le frithchaiteoirí ellipsoidal an bhíoma léasair a dhíriú ar shuíomh sonrach ar dhromchla an tsaothair chun próiseáil agus gearradh ábhair ard-bheachtais a bhaint amach. ​

Tá airíonna optúla uathúla ag frithchaiteoirí hipearbóileacha, a bhfuil dromchla hipearbóileach ar a ndromchla machnamhach. Is féidir le scátháin hipearbóileacha solas a léiriú ó fhócas amháin ionas go mbeidh sé cosúil go bhfuil sé astaíochta ó fhócas eile, nó go léiríonn sé solas comhthreomhar ionas go dtiocfaidh sé le fócas sonrach. Mar gheall ar an réadmhaoin optúil speisialta seo tá scátháin hipearbóileach tábhachtach i roinnt córas casta optúil. I roinnt teileascóip réalteolaíocha mhóra, is minic a úsáidtear scátháin hipearbóileach i gcomhar le heilimintí optúla eile chun atriallta a cheartú agus chun feabhas a chur ar cháilíocht íomháithe agus ar fheidhmíocht breathnóireachta an teileascóp. I roinnt córas cumarsáide optúla, is féidir scátháin hipearbóileacha a úsáid chun comharthaí optúla a dhíriú agus a tharchur go cruinn chun tarchur cobhsaí agus éifeachtúla comharthaí optúla a chinntiú.

Cé nach bhfuil na cineálacha speisialta scáthán seo chomh coitianta le scátháin eitleáin, scátháin sféarúla agus scátháin parabolic, tá ról neamh -inathraithe acu ina gcórais optúla ar leith faoi seach. Éilíonn a ndearadh agus a ndéantúsaíocht teicneolaíocht próiseála ard-bheachtais agus ardteicneolaíocht optúil chun a chinntiú gur féidir a n-airíonna optúla uathúla a úsáid go hiomlán. Le forbairt agus nuálaíocht leanúnach na teicneolaíochta optúla, tá réimsí iarratais na gcineálacha speisialta scáthán seo ag leathnú freisin, rud a chuireann go mór le cur chun cinn na heolaíochta optúla agus forbairt na dtionscal gaolmhar.

Iv. Próiseas monaraíochta agus rialú cáilíochta ar fhrithchaiteoirí optúla

(I) Próiseas breá próisis déantúsaíochta

Is próiseas thar a bheith íogair agus casta é déantúsaíocht na bhfrithchaiteoirí optúla, a bhaineann le hil -naisc lárnacha, a bhfuil tionchar ríthábhachtach ag gach ceann acu ar fheidhmíocht deiridh an fhrithchaiteora optúla. Ó roghnú cúramach na n-ábhar, go dtí oibriú beacht na próiseála agus an mhúnlaithe, go dtí an próiseas cúramach cóireála dromchla, ní mór gach céim a rialú go docht chun a chinntiú gur féidir leis an frithchaiteoir optúil riachtanais ardchruinnithe na gcásanna feidhmithe éagsúla a chomhlíonadh. ​

Is é roghnú ábhair an chéad nasc lárnach i dtáirgeadh frithchaiteoirí optúla. Cinneann feidhmíocht an ábhair fhrithchaitigh fhrithchaitigh feidhmíocht fhrithchaiteach an fhrithchaiteora optúla go díreach, mar sin is gá an t -ábhar cuí a roghnú go cúramach de réir na gceanglas sonrach iarratais. Maidir le hiarratais a dteastaíonn ard -fhrithchaiteacht uathu sa bhanda solais infheicthe, amhail teileascóip, teilgeoirí, etc., is ábhair mhiotail iad airgead agus alúmanam a úsáidtear go coitianta. Is féidir le frithchaiteacht airgid sa raon solais infheicthe a bheith chomh hard le 95% nó níos mó, ar féidir leis solas a léiriú go héifeachtach agus an íomhá a dhéanamh níos soiléire agus níos gile; Is féidir le frithchaiteacht alúmanaim thart ar 85% - 90% a bhaint amach freisin, agus tá na buntáistí a bhaineann le costas réasúnta íseal agus cobhsaíocht cheimiceach maith, agus úsáidtear go forleathan é i mórán ionstraimí optúla. Sa bhanda infridhearg, léiríonn an t -ór feidhmíocht fhrithchaiteach den scoth agus is minic a úsáidtear é in ócáidí ina gcaithfear solas infridhearg a léiriú go héifeachtúil, amhail brathadóirí infridhearg, íomhánna teirmeacha infridhearg, etc. Chomh maith le hábhair mhiotail, tá ról tábhachtach ag ábhair scannán tréleictreach freisin i dtáirgeadh frithchaiteoirí optúla. Tá an scannán tréleictreach comhdhéanta de shraitheanna éagsúla de scannáin tréleictreacha le hinnéacsanna athraonta éagsúla. Trí rialú a dhéanamh go beacht ar thiús agus ar innéacs athraonta gach ciseal scannáin, is féidir machnamh ard solais tonnfhaid ar leith a bhaint amach. Tá airíonna optúla maithe agus cobhsaíocht cheimiceach ag an ábhar seo, agus is féidir leis feidhmíocht fhrithchaiteach cobhsaí a choinneáil faoi choinníollacha éagsúla comhshaoil. Is minic a úsáidtear é i roinnt ócáidí le riachtanais arda maidir le feidhmíocht optúil, amhail scagairí optúla, athshondas léasair, etc.

Tar éis an t -ábhar dromchla machnamhach a chinneadh, tosaíonn an chéim phróiseála agus mhúnlaithe. Maidir le frithchaiteoirí eitleáin, is iondúil go n-úsáidtear próisis meilte agus snasaithe ardchruinnithe chun dromchla cothrom machnamhach réidh a fháil. Is é atá i gceist le meilt ná an t -ábhar dromchla machnamhach a mheilt trí dhiosca meilte agus scríobaigh a úsáid chun an ciseal garbh a bhaint ar dhromchla an ábhair ionas gur féidir leis an dromchla machnamhach teacht ar mhéid áirithe. Is é an snasú ná gníomhairí snasaithe níos míne agus uirlisí snasaithe a úsáid ar bhonn meilte chun an dromchla machnamhach a bheachtú níos mó ionas go sroicheann garbha dhromchla an dromchla machnamhach an leibhéal nanaiméadar, rud a fhágann go mbainfear éifeacht mhachnaimh scátháin mhaith amach. Le linn an phróisis mheilt agus snasta, is gá na paraiméadair phróiseála a rialú go docht, mar shampla luas uainíochta an diosca meilte, brú meilte, am snasta, etc., chun a chinntiú go mbeidh cothromaíocht agus caighdeán dromchla an dromchla fhrithchaitigh. Maidir le frithchaiteoirí cuartha, amhail frithchaiteoirí sféarúla agus frithchaiteoirí parabolic, tá an próiseas próiseála agus foirmithe níos casta. De ghnáth, tá gá le teicneolaíocht próiseála CNC chun conair gluaisne na huirlise próiseála a rialú go cruinn de réir riachtanais dearaidh an fhrithchaiteora, agus an t -ábhar dromchla machnamhach a ghearradh chun an cruth dromchla cuartha riachtanach a fháil. Le linn na próiseála, tá gá le hionstraimí tomhais ardchruinnithe, amhail ionstraimí tomhais trí chomhordú, idirghabhálacha léasair, etc., chun monatóireacht a dhéanamh ar chruinneas cruth an dromchla fhrithchaitigh i bhfíor-am chun a chinntiú go gcomhlíonann an dromchla machnamhach próiseáilte na riachtanais dearaidh. Mar gheall ar chruth casta an fhrithchaiteora cuartha agus an deacracht a bhaineann le próiseáil, tá leibhéal teicniúil an trealaimh phróiseála agus na n -oibreoirí níos airde freisin. ​

Is é cóireáil dromchla an nasc tábhachtach deireanach sa phróiseas monaraithe de fhrithchaiteoirí optúla. Tá ról lárnach aige maidir le feidhmíocht fhrithchaiteach agus saol seirbhíse na bhfrithchaiteoirí optúla a fheabhsú. Is próiseas comónta cóireála dromchla é an sciath. Trí shraith amháin nó níos mó de scannán tanaí a sciath ar dhromchla an dromchla fhrithchaitigh, is féidir cumas machnaimh an fhrithchaiteora chun tonnfhad sonrach a fheabhsú, agus is féidir creimeadh agus friotaíocht ocsaídiúcháin an dromchla fhrithchaitigh a fheabhsú freisin. I teileascóip réalteolaíocha, chun frithchaiteacht an fhrithchaiteora a fheabhsú go solas infheicthe agus solas gar-infridhearg, is iondúil go mbíonn scannán airgid nó scannán alúmanaim brataithe ar an dromchla machnamhach, agus go bhfuil scannán cosanta brataithe ar dhromchla an chiseal scannáin chun cosc ​​a chur ar an scannán scannán a chosc ó ocsaídiú agus a thruailliú. De réir riachtanais éagsúla iarratais, is féidir sraitheanna speisialta eile scannán, amhail scannán frith-fhrithchaite, scannán speictreascópach, etc., a bhratáil freisin chun feidhmeanna optúla sonracha a bhaint amach. Chomh maith leis an bpróiseas brataithe, is féidir cóireálacha dromchla eile a dhéanamh ar an dromchla machnamhach, amhail creimeadh ceimiceach, ionchlannú ian, etc., chun feidhmíocht dhromchla an dromchla fhrithchaitigh a fheabhsú. Is féidir creimeadh ceimiceach a dhéanamh trí imoibrithe ceimiceacha a úsáid chun an dromchla machnamhach a chéasadh, na heisíontais agus na lochtanna a bhaint ar an dromchla, agus chun réidh an dromchla machnamhach a fheabhsú; Is é atá i gceist le hionchlannú ian ná ian sonracha a ionchlannú san ábhar dromchla machnamhach chun struchtúr dromchla agus feidhmíocht an ábhair a athrú, rud a fheabhsaíonn cruas, friotaíocht a chaitheamh agus friotaíocht creimthe an dromchla fhrithchaitigh. ​

(Ii) Príomhtháscairí agus Modhanna Cigireachta Cáilíochta

Tá caighdeán an fhrithchaiteora optúla bainteach go díreach lena fheidhmíocht sa chóras optúil, agus mar sin tá cigireacht cháilíochta dian riachtanach. Trí bhrath cruinn na bpríomhtháscairí cáilíochta amhail frithchaiteacht, cothromaíocht, agus géire dromchla, is féidir a chinntiú go gcomhlíonann an frithchaiteoir optúil na riachtanais dearaidh agus go gcomhlíonann sé riachtanais na gcásanna feidhmithe éagsúla. Tá ról fíor -riachtanach ag ionstraimí ard -tástála ar nós speictreafótaiméadair agus idirghabhálaithe maidir le hiniúchadh cáilíochta. Is féidir leo sonraí tástála ardchruinnithe a sholáthar agus bonn iontaofa a sholáthar chun measúnú cáilíochta a dhéanamh ar fhrithchaiteoirí optúla.

Tá machnamh ar cheann de na príomhtháscairí chun feidhmíocht na bhfrithchaiteoirí optúla a thomhas. Léiríonn sé an cóimheas d'fhuinneamh solais léirithe go fuinneamh solais teagmhais. Bíonn tionchar díreach ag an bhfrithchaiteacht ar fhlosc lonrúil agus ar ghile íomháithe an fhrithchaiteora optúil sa chóras optúil, mar sin tá gá le tomhas cruinn. Is ionstraim fhrithchaiteachta a úsáidtear go coitianta é Spectrophotometer. Is féidir leis frithchaiteacht na bhfrithchaiteoirí optúla a thomhas ag tonnfhaid éagsúla. Is é an prionsabal oibre atá aige ná an solas ilchodach a astaítear leis an bhfoinse solais a úsáid, atá roinnte ag monacrómóir chun solas monacrómatach tonnfhaid éagsúla a chruthú, a ionradaítear ar an bhfrithchaiteoir optúil ar a seal. Faigheann an brathadóir an solas léirithe. Trí dhéine an tsolais léirithe a thomhas agus é a chur i gcomparáid le déine an tsolais teagmhais, is féidir machnamh an fhrithchaiteora optúil ag gach tonnfhad a ríomh. Le linn an phróisis tomhais, ní mór an speictreafóiméadar a chalabrú chun cruinneas na dtorthaí tomhais a chinntiú. I gcás roinnt frithchaiteoirí optúla ard-bheachtais, amhail na frithchaiteoirí i dteileascóip réalteolaíocha, tá na riachtanais fhrithchaiteachta an-ard, agus is iondúil go gceanglaítear ar threalamh tomhais agus modhanna tomhais níos airde, amhail an córas sféar a chomhtháthú, chun cruinneas tomhais a fheabhsú. Is féidir leis an gcóras sféar a chomhtháthú an solas léirithe go cothrom, an earráid tomhais a laghdú, agus dá bhrí sin sonraí frithchaiteachta níos cruinne a fháil.

​
Is táscaire tábhachtach eile é an chothromú ar chaighdeán na bhfrithchaiteoirí optúla, a léiríonn an méid diall idir cruth iarbhír an dromchla fhrithchaiteachta agus an plána idéalach. Maidir le frithchaiteoirí eitleáin, bíonn tionchar díreach ag cothromaíocht ar cháilíocht agus ar shoiléire na híomhá; Maidir le frithchaiteoirí cuartha, baineann cothromaíocht le héifeacht dírithe an tsolais agus ar chruinneas na híomhá. Is ionstraim choiteann é an t -idir -mhéadair chun cothromaíocht a bhrath. Baineann sé úsáid as prionsabal an chur isteach solais chun earráid cruth dromchla an dromchla fhrithchaite a thomhas. I measc na n -idirghabhálaithe coiteanna tá Michelson interferometer, Fizeau interferometer, srl. Ag cur isteach ar an idirghabhálaí Michelson mar shampla, is é a phrionsabal oibre léas solais a roinnt ina dhá bhíoma, ionradaítear léas amháin solais ar an frithchaiteoir, agus úsáidtear an bhíoma eile solais mar sholas tagartha. Tar éis an dá bíomaí solais a léiriú, tagann siad le chéile arís, tarlaíonn cur isteach, agus cruthaítear imill trasnaíochta. Trí anailís a dhéanamh ar chruth agus ar dháileadh imill trasnaíochta, is féidir earráid dhromchla an dromchla fhrithchaitigh a ríomh, rud a dhéanann measúnú ar mhaolú an dromchla fhrithchaitigh. Le linn an phróisis braite, ní mór an t -idirghabhálaí a choigeartú go beacht chun cruinneas an tomhais a chinntiú. Maidir le frithchaiteoirí móra optúla, mar gheall ar a ndeacracht mhór agus a ndeacracht tomhais ard, is iondúil go bhfuil sé riachtanach modh tomhais splicing a úsáid chun an dromchla machnamhach a roinnt ina ilcheantair bheaga le haghaidh tomhais, agus ansin na sonraí cothroma den dromchla machnamhach iomlán a fháil trí phróiseáil sonraí agus splicing.

Tá garness dromchla ar cheann de na príomhtháscairí le haghaidh cigireachta cáilíochta frithchaiteora optúil, a chuireann síos ar éagothroime micreascópach an dromchla machnamhach. Is féidir le garness dromchla níos ísle scaipeadh an tsolais a laghdú, éifeachtúlacht machnaimh agus cáilíocht íomháithe a fheabhsú. Is iondúil go n -úsáidtear micreascóp fórsa adamhach (AFM) agus próifíliméadar ionstraimí tomhais garbhaile dromchla. Faigheann micreascóp fórsa adamhach faisnéis mhoirfeolaíochta micreascópach ar an dromchla machnamhach tríd an bhfórsa idirghníomhaíochta a bhrath idir an tóireadóir agus an dromchla machnamhach, rud a thomhaiseann an gharbha dromchla. Féadann sé cruinneas an -ard tomhais a bhaint amach agus is féidir leis géire dromchla a thomhas ag an leibhéal nanaiméadar. Ríomhann an próifíliméadar na paraiméadair gharbha dromchla trí chuar próifíle an dromchla fhrithchaitigh a thomhas. Tá sé oiriúnach chun dromchlaí machnamhacha a thomhas le limistéir níos mó, agus tá na buntáistí a bhaineann le luas tomhais tapa agus oibriú éasca. Agus garbhaí dromchla á thomhas, is gá ionstraimí agus modhanna tomhais cuí a roghnú de réir riachtanais ábhair, cruth agus cruinnis an dromchla fhrithchaitigh. I gcás roinnt frithchaiteoirí optúla a bhfuil riachtanais an -ard acu maidir le garbhacht dromchla, amhail frithchaiteoirí i bhfeistí comhleá núicléach léasair, tá gá le modhanna tomhais éagsúla le haghaidh tástála cuimsitheacha chun a chinntiú go gcomhlíonann an gharbha dromchla na riachtanais. Chomh maith leis na príomhtháscairí thuas, áirítear le hiniúchadh cáilíochta na bhfrithchaiteoirí optúla cigireacht ar lochtanna dromchla (mar shampla scratches, pitting, boilgeoga, etc.), aonfhoirmeacht optúil, srl.

V. Frithchaiteoirí Optúla a chur i bhfeidhm go forleathan san eolaíocht agus sa teicneolaíocht nua -aimseartha

(I) Ranníocaíocht gan íoc i mbreathnóireacht réalteolaíoch

Sa turas mór chun na cruinne a iniúchadh, is cinnte gurb é an bhreathnóireacht réalteolaíoch an príomhbhealach do dhaoine chun rúndiamhair na cruinne a nochtadh. Sa phróiseas mór taiscéalaíochta seo, imríonn frithchaiteoirí optúla croílár neamh -in -athsholáthair, go háirithe sa teileascóp réalteolaíoch, "arm" chun na cruinne a fhiosrú. Tá a shaol cosúil leis an réalta is gile i spéir na hoíche, ag léiriú an tslí do réalteolaithe chun breathnú ar chomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin agus a bheith ina bhfoinse chumhachtach cumhachta chun forbairt na réalteolaíochta a chur chun cinn. ​

Teileascóip réalteolaíocha, mar na "súile" do réalteolaithe chun rúndiamhair na cruinne a fhiosrú, is é croílár a gcóras optúil an frithchaiteoir optúil. Comhlíonann cineálacha éagsúla frithchaiteoirí a ndualgais faoi seach i dteileascóip réalteolaíocha agus oibríonn siad le chéile chun na radhairc iontacha agus iontacha a chur i láthair i ndoimhneas na cruinne. Is teileascóp a léiríonn an Newtonian é an teileascóp atá ag teacht chun cinn. Leis an struchtúr uathúil agus a fheidhmíocht den scoth, tá seasamh tábhachtach aige i réimse na breathnóireachta réalteolaíoch. Sa teileascóp atá ag machnamh Newtonian, is é an scáthán cuasach an príomh -scáthán, cosúil le "máistir bailiúcháin solais", ar féidir leis solas lag a bhailiú go héifeachtach ó chomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin. Taistealaíonn na gathanna solais seo achar fada sa chruinne ollmhór, ag dul trí réaltraí agus deannach gan áireamh, agus ar deireadh thiar tagann siad ar an Domhan, áit a ndéantar iad a ghabháil go cruinn agus a chóineasú go dtí an pointe fócasach ag an scáthán cuasach. Sa phróiseas seo, tá ról ríthábhachtach ag cruinneas ard agus ag machnamh ard an scátháin cuasach. Is féidir leis caillteanas an tsolais a íoslaghdú agus a chinntiú gur féidir gach solas lag a úsáid go hiomlán, rud a chuireann go leor comharthaí solais ar fáil le haghaidh breathnóireachta agus anailíse ina dhiaidh sin.

Baineann an teileascóp Cassegrain úsáid as struchtúr optúil níos casta, le scáthán cuasach mar an scáthán príomhúil agus scáthán dronnach mar an scáthán tánaisteach. Ligeann an dearadh uathúil seo don solas a bheith léirithe i gcónaí taobh istigh den teileascóp, rud a fhágann go bhfuil formhéadú níos airde agus cáilíocht íomháithe níos fearr ann. Téann an scáthán cuasach príomhúil ar dtús an solas ón gcorp neamhaí, agus ansin léirítear an solas ar an scáthán dronnach tánaisteach, a léiríonn agus a dhíríonn an solas chun íomhá shoiléir a dhéanamh. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn an dearadh seo cumas breathnóireachta an teileascóp, ach déanann sé an teileascóp níos dlúithe, éasca le hiompar agus oibriú, agus soláthraíonn sé áisiúlacht do réalteolaithe taighde a dhéanamh i dtimpeallachtaí breathnóireachta éagsúla.

Ní hamháin go bhfuil ról na bhfrithchaiteoirí optúla i mbreathnuithe réalteolaíocha chun solas a bhailiú agus a dhíriú, ach freisin chun cabhrú le réalteolaithe comhlachtaí neamhaí atá thar a bheith i bhfad a bhrath. Sna cruinne ollmhór, tá go leor comhlachtaí neamhaí an -fhada uainn, agus lagaíonn an solas a scaoileann siad de réir a chéile agus éiríonn siad thar a bheith lag le linn an phróisis iomadúcháin. Mar sin féin, trí fhrithchaiteoirí móra a úsáid, mar shampla an Teileascóp Keck i Haváí, a bhfuil a bpríomh -scáthán comhdhéanta de 36 lionsaí heicseagánacha beaga le trastomhas de 10 méadar, is féidir níos mó solais a bhailiú, ag ligean do réalteolaithe réaltraí agus réaltaí a bhrath billiúin solas na mblianta uainn. Soláthraíonn fionnachtain na gcomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin leideanna tábhachtacha dár staidéar ar éabhlóid agus ar bhunús na cruinne, agus cuireann sé ar ár gcumas ár dtuiscint ar na cruinne a dhoimhniú. ​

Chomh maith le comhlachtaí neamhaí a bhrath, is féidir le frithchaiteoirí optúla cabhrú le réalteolaithe anailís agus taighde mionsonraithe a dhéanamh ar chomhlachtaí neamhaí. Trí anailís a dhéanamh ar speictream an tsolais léirithe, is féidir le réalteolaithe comhdhéanamh ceimiceach, teocht, luas gluaiseachta agus faisnéis eile na gcomhlachtaí neamhaí a thuiscint. Nuair a astaítear solas ó chomhlacht neamhaí, léiríonn frithchaiteoir é agus téann sé isteach i speictriméadar le haghaidh anailíse. Cuirfidh gnéithe éagsúla línte ionsúcháin nó línte astaíochta sonracha sa speictream ar fáil. Trí staidéar a dhéanamh ar na línte speictrim seo, is féidir le réalteolaithe a chinneadh cé na heilimintí atá i gcomhlachtaí neamhaí agus a raidhse coibhneasta. Tríd an t -athrú doppler de línte speictrim a thomhas, is féidir le réalteolaithe luas na gcomhlachtaí neamhaí a ríomh agus a stair ghluaiseachta agus a stair éabhlóid a thuiscint. Tá an t -eolas seo an -tábhachtach dár dtuiscint ar phróisis fhisiciúla na cruinne agus ar fhoirmiú agus ar éabhlóid na gcomhlachtaí neamhaí. ​

Le dul chun cinn leanúnach na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá cur i bhfeidhm frithchaiteoirí optúla i réimse na breathnóireachta réalteolaíocha ag nuáil agus ag forbairt i gcónaí. Tá ábhair nua frithchaiteora agus próisis mhonaraithe ag teacht chun cinn i gcónaí, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht na bhfrithchaiteoirí a thuilleadh. Ag baint úsáide as ábhair éadroma agus ard-neart, mar ábhair ilchodacha snáithíní carbóin, chun frithchaiteoirí a mhonarú ní amháin meáchan na bhfrithchaiteoirí a laghdú agus costas déantúsaíochta teileascóip a laghdú, ach feabhas a chur ar chruinneas agus ar chobhsaíocht na bhfrithchaiteoirí. Trí theicneolaíocht sciath ardleibhéil a úsáid chun scannáin tanaí speisialta a chóta ar dhromchla na bhfrithchaiteoirí is féidir le cumas machnaimh an fhrithchaiteora a fheabhsú do sholas tonnfhaid shonracha agus éifeachtúlacht breathnóireachta agus íogaireacht na teileascóip a fheabhsú. Cuireann cur i bhfeidhm na teicneolaíochta optaice oiriúnaitheacha ar chumas frithchaiteoirí optúla tionchar suaiteachta atmaisféarach ar sholas i bhfíor -am a cheartú, rud a fhaigheann íomhánna níos soiléire de chomhlachtaí neamhaí.

​
(Ii) Príomhiarratais i dtrealamh leighis

I réimse na míochaine nua -aimseartha, tá frithchaiteoirí optúla cosúil le laochra ciúin taobh thiar de na radhairc, ag imirt ról lárnach i go leor feistí leighis, ag soláthar tacaíochta fíor -riachtanach do dhiagnóis agus cóireáil leighis, agus a bheith ina fhórsa tábhachtach chun sláinte an duine a chosaint.

Mar ghléas soilsithe ríthábhachtach sa seomra oibriúcháin, is é croíphrionsabal na lampaí scáth máinliachta ná frithchaiteoirí optúla a úsáid chun soilsiú gan scáth a bhaint amach. Is iondúil go n -úsáideann lampaí scáth máinliachta dearadh ina bhfuil ilbholgáin nó coirníní lampa LED timpeallaithe ag frithchaiteoir ARC. Is féidir an solas a astaítear leis na bolgáin seo nó na coirníní lampa a shoilsiú go cothrom ar an suíomh máinliachta tar éis dó a bheith léirithe ag an frithchaiteoir, rud a chuireann deireadh leis na scáthanna a d'fhéadfadh a bheith le feiceáil le linn na hoibríochta. Tá ról cinntitheach ag cruth agus ábhar an fhrithchaiteora in éifeacht soilsithe an lampa scáth. Is iondúil go ndéantar frithchaiteoirí ardcháilíochta as ábhair a bhfuil ard-fhrithchaiteacht acu, amhail ábhair mhiotail phlátáilte airgid nó alúmanaim, agus tá a ndromchlaí snasta go mín chun solas a léiriú agus a dhíriú go héifeachtach ar an limistéar máinliachta. Ní mór do dhearadh an fhrithchaiteora machnamh a dhéanamh freisin ar dháileadh agus ar uillinn an tsolais chun a chinntiú, le linn na hoibríochta, is cuma cén chaoi a gcuireann lámha nó ionstraimí máinliachta an dochtúra bac air, is féidir leis an suíomh máinliachta solas leordhóthanach a choinneáil i gcónaí, ag ligean don dochtúir struchtúr caol an tsuímh mháinliachta a fheiceáil go soiléir, rud a fheabhsaíonn cruinneas agus sábháilteacht na hoibríochta. Éilíonn an lampa scáth máinliachta freisin atáirgeadh dath cruinn ionas gur féidir leis an dochtúir na hathruithe datha ar an suíomh máinliachta a aithint go cruinn agus sláinte an fhíocháin a mheas. Chun an sprioc seo a bhaint amach, is iondúil go n -úsáideann an lampa scáth máinliachta solas bán nó foinse solais fhuar bán, agus cuirtear scagaire datha le gloine tarchuir an lampa chun atáirgeadh datha a sholáthar gar do sholas nádúrtha, ag cinntiú gur féidir leis an dochtúir an oibríocht a dhéanamh sa timpeallacht amhairc is réadúla. ​

Is gléas leighis é Endoscope ar féidir leis dul isteach sa chorp daonna le haghaidh cigireachta agus diagnóise, agus tá ról lárnach ag frithchaiteoirí optúla freisin. Is iondúil go mbíonn feadán tanaí agus solúbtha agus córas optúil i gceist le endoscopes, ina bhfuil il -fhrithchaiteoirí optúla. Nuair a chuireann an dochtúir an endoscope isteach sa chorp daonna, is féidir an solas ón bhfoinse solais sheachtraigh a threorú chuig an suíomh cigireachta taobh istigh den chorp daonna trí léiriú an fhrithchaiteora optúil, ag soilsiú na bhfíochán agus na n -orgán nach mór a bhreathnú. Ag an am céanna, is féidir leis an bhfrithchaiteoir optúil an solas léirithe a bhailiú agus a tharchur ón suíomh cigireachta ar ais go dtí an gléas íomháithe seachtrach, mar shampla ceamara nó eyepiece, ionas gur féidir leis an dochtúir breathnú go soiléir ar staid inmheánach an choirp dhaonna. Le linn gastroscopy, léiríonn an frithchaiteoir optúil solas don bholg, agus is féidir leis an dochtúir a chinneadh go cruinn an bhfuil loit sa bholg, mar shampla othrais, siadaí, etc., tríd an íomhá a thaispeántar ar an bhfeiste íomháithe a bhreathnú. Ní mór go mbeadh cruinneas ard agus iontaofacht ard ag an bhfrithchaiteoir optúil san endoscope chun a chinntiú go mbeidh an tarchur cobhsaí agus an éifeacht mhachnaimh ag an solas, agus go gcaithfidh sé friotaíocht creimthe maith agus bith -chomhoiriúnacht a bheith ann chun dul in oiriúint don timpeallacht chasta taobh istigh den chorp daonna. Le dul chun cinn leanúnach na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá na frithchaiteoirí optúla i endoscopes nua -aimseartha ag éirí níos miniaturized agus níos cliste, ar féidir leo íomháú níos cruinne agus oibriú níos solúbtha a bhaint amach, agus faisnéis dhiagnóiseach níos cruinne agus níos mionsonraithe a sholáthar do dhochtúirí.

Úsáidtear trealamh cóireála léasair, mar ardteicneolaíocht leighis, go forleathan i go leor réimsí amhail oftailmeolaíocht, deirmeolaíocht, agus cóireáil meall. Tá ról lárnach ag frithchaiteoirí optúla maidir leis an léas léasair a threorú go cruinn. Le linn cóireála léasair, ní mór an bhíoma léasair a ionramháil go cruinn ar an lot chun cuspóir na cóireála a bhaint amach. Trí rialú a dhéanamh go beacht ar uillinn machnaimh agus ar threo an bhíoma léasair, is féidir leis an frithchaiteoir optúil an léas léasair a threorú go cruinn chuig an gceantar a bhfuil cóireáil de dhíth air, rud a fhágann go gcaithfear cóireáil bheacht ar an bhfíochán galraithe. I máinliacht léasair oftailmeach, amhail máinliacht ceartúcháin myopia, léiríonn an frithchaiteoir optúil an léas léasair ar choirnéal na súl, agus athraíonn sé cuaire an choirne trí fhíochán na coirne a ghearradh go beacht, rud a fhágann an éifeacht a bhaineann le fís a cheartú. I gcóireáil léasair dermatological, is féidir leis an bhfrithchaiteoir optúil an léas léasair a threorú chuig an limistéar galraithe ar dhromchla an chraicinn, amhail comharthaí breithe, spotaí, etc., agus an fíochán galraithe a scriosadh trí éifeacht theirmeach an léasair chun cuspóir na cóireála a bhaint amach. Ní mór go mbeadh frithchaiteacht ard, cruinneas ard agus cobhsaíocht ard ag an bhfrithchaiteoir optúil sa trealamh cóireála léasair chun a chinntiú gur féidir fuinneamh an bhíoma léasair a tharchur agus a léiriú go héifeachtach. Ag an am céanna, ní mór dó a bheith in ann ionradaíocht bíomaí léasair ardfhuinnimh a sheasamh agus ní dhéanfar é a dhífhoirmiú ná a dhamáistiú mar gheall ar éifeacht theirmeach an léasair.

(Iii) Ról tábhachtach i dteicneolaíocht chumarsáide

In aois faisnéise an lae inniu, tá athrú mór tagtha ar fhorbairt thapa na teicneolaíochta cumarsáide ar bhealach maireachtála agus ar obair na ndaoine, agus tá ról ríthábhachtach ag frithchaiteoirí optúla i dteicneolaíocht chumarsáide, ag éirí mar phríomhghné chun cumarsáid optúil ardluais agus acmhainní a bhaint amach, agus droichead soladach a thógáil le haghaidh tarchur agus malartú tapa faisnéise. ​

Mar cheann de na príomh -mhodhanna cumarsáide nua -aimseartha, tá cumarsáid snáithín optúil anois ina cholún tábhachtach den mhórbhealach faisnéise agus na buntáistí a bhaineann le hard -luas, acmhainn mhór agus caillteanas íseal. I gcórais chumarsáide snáithíní optúla, tá ról fíor -riachtanach ag frithchaiteoirí optúla. Is ionstraim tástála fíor -riachtanach é an frithchaiteachas ama optúil (OTDR) i dtógáil agus i gcothabháil tionscadal cumarsáide snáithíní optúla. Déantar é bunaithe ar na prionsabail a bhaineann le backscattering agus le machnamh Fresnel ar an solas. Astaíonn foinse léasair na hionstraime léas solais déine agus tonnfhaid áirithe don snáithín optúil faoi thástáil. Mar gheall ar lochtanna an tsnáithín optúil féin, an próiseas monaraíochta agus neamhghiniúint na gcomhpháirteanna gloine Grianchloch, tabharfaidh an solas scaipthe Rayleigh nuair a tharchuirfear é sa snáithín optúil; Mar gheall ar nasc meicniúil agus briseadh, tabharfaidh an solas machnamh Fresnel sa snáithín optúil. Tarchuirtear an comhartha lag optúil a léirítear siar ó gach pointe feadh an snáithín optúil chuig deireadh glactha na hionstraime tríd an gcúplálaí treo optúil, agus ansin trí phróisis tiontaire fótaileictreach, aimplitheoir torainn íseal, próiseáil comhartha digiteach, etc., taispeántar an chairt agus an rian cuar ar an scáileán. Trí OTDR, is féidir le teicneoirí fad iarbhír agus caillteanas snáithín optúil a thomhas go cruinn, cineálacha éagsúla imeachtaí a bhrath, a aimsiú agus a thomhas sa nasc snáithín optúil, go háirithe an briseadh de shnáithín optúil, micrea-chaillteanas de phointe splicing snáithín optúil, locht gearr-achair, teip beagáinín agus mion-lochtanna eile, a sholáthraíonn ráthaíocht láidir do oibríocht chobhsaí an fhíoraí. ​

Tá an lasc optúil ar cheann de na príomh -chomhpháirteanna sa chóras cumarsáide optúil, ar féidir leis an athrú agus an ródú de chomharthaí optúla a bhaint amach. Tá ról tábhachtach ag an frithchaiteoir optúil sa lasc optúil. Trí uillinn agus suíomh an fhrithchaiteora optúla a rialú, is féidir an comhartha optúil a aistriú ó chonair optúil amháin go ceann eile, ag baint amach tarchur agus próiseáil solúbtha an chomhartha optúil. Sa lasc optúil WaveGuide, úsáidtear an teicneolaíocht micrea-leictrimheicniúil (MEMS) chun uainíocht an mhicrea-fhrithchaiteora a rialú chun athrú na gcomharthaí optúla a bhaint amach idir tonnchruthanna éagsúla. Tá na buntáistí ag baint leis an lasc optúil seo bunaithe ar fhrithchaiteoirí optúla a bhaineann le luas lasctha tapa, caillteanas isteach íseal, agus iontaofacht ard, agus is féidir leis freastal ar riachtanais na gcóras cumarsáide optúil ardluais chun comharthaí optúla a athrú go tapa. ​

Is gléas tábhachtach é an modhnú optúil chun modhnú comhartha optúil a bhaint amach. Is féidir leis comharthaí leictreacha a luchtú ar chomharthaí optúla chun tarchur faisnéise a bhaint amach. Tá feidhmchláir thábhachtacha ag frithchaiteoirí optúla freisin i modhnaitheoirí optúla. Mar shampla, i modhnaitheoirí leictrea-optúla machnamhacha, déantar an déine, an chéim nó an staid pholaraithe a léirítear a mhodhnú trí dhéine an réimse leictrigh a athrú ar dhromchla an fhrithchaiteora ag baint úsáide as an éifeacht leictrea-optúil, rud a thuigeann modhnú na gcomharthaí optúla. Tá na buntáistí a bhaineann le héifeachtúlacht ardmhodhnaithe agus luas freagartha tapa ag an modhnóir optúil seo bunaithe ar fhrithchaiteoirí optúla, agus is féidir leis riachtanais na gcóras cumarsáide optúla ardluais agus cumarsáide mór-acmhainneachta a chomhlíonadh le haghaidh modhnú comharthaí optúla. ​

Le forbairt thapa na dteicneolaíochtaí atá ag teacht chun cinn ar nós 5G, Internet of Things, agus sonraí móra, tá na riachtanais maidir le teicneolaíocht chumarsáide ag éirí níos airde agus níos airde, agus leanfaidh cur i bhfeidhm na bhfrithchaiteoirí optúla i réimse na cumarsáide ag leathnú agus ag nuáil. Tá ábhair agus struchtúir nua frithchaiteora optúla ag teacht chun cinn i gcónaí chun freastal ar riachtanais na cumarsáide ardfheidhmíochta. Is féidir le húsáid ábhar nua ar nós criostail fhótónacha chun frithchaiteoirí optúla a dhéanamh rialáil speisialta solais a bhaint amach agus feidhmíocht agus éifeachtúlacht na gcóras cumarsáide optúla a fheabhsú. Tá forbairt chomhtháite na bhfrithchaiteoirí optúla agus na bhfeistí optúla eile ina threocht freisin, mar shampla frithchaiteoirí optúla a chomhtháthú le tonnchruthanna optúla, fóta -theicteoirí, etc. chun modúil chumarsáide optúla ilfheidhmeacha a chruthú, chun comhtháthú agus iontaofacht na gcóras cumarsáide optúla a fheabhsú.

​
(Iv) Úsáidí éagsúla i dtáirgeadh tionsclaíoch

I réimse mór an táirgthe thionsclaíoch, tá úsáidí éagsúla léirithe ag frithchaiteoirí optúla lena n -airíonna optúla uathúla, agus iad ag éirí mar threisiú tábhachtach chun éifeachtúlacht táirgthe agus cáilíocht táirgí a fheabhsú, agus spreagadh láidir a chur i bhfeidhm ar fhorbairt nuachóirithe tionsclaíoch. ​

I réimse na próiseála léasair, is príomh-chomhpháirteanna iad frithchaiteoirí optúla chun próiseáil ardchruinn a bhaint amach. Úsáidtear teicneolaíocht próiseála léasair go forleathan i bpróiseáil miotail, i ndéantúsaíocht leictreonach, i ndéantúsaíocht gluaisteán agus i dtionscail eile lena mbuntáistí a bhaineann le cruinneas ard, ardluais agus neamhtheagmhála. I bpróisis léasair, táthú, punching agus próisis eile, díríonn frithchaiteoirí optúla bíomaí léasair ardfhuinnimh ar shuíomhanna sonracha ar dhromchla an tsaothair trí uillinn agus treo machnaimh an bhíoma léasair a rialú go beacht, agus mar sin baintear próiseáil bheacht ar ábhair. I ndéantúsaíocht gluaisteán, úsáidtear frithchaiteoirí léasair chun bíomaí léasair a threorú chuig codanna gluaisteán le haghaidh gearradh agus táthú beacht, ar féidir leo cruinneas próiseála agus cáilíocht na bpáirteanna a fheabhsú agus am dramhaíola ábhartha agus próiseála ábhartha a laghdú. Ní mór go mbeadh frithchaiteacht ard, cobhsaíocht ard agus friotaíocht ardteochta ag frithchaiteoirí léasair chun a chinntiú gur féidir leo oibriú go cobhsaí faoi ionradaíocht bíomaí léasair ardfhuinnimh agus cruinneas agus cáilíocht na próiseála a chinntiú.

​
Mar chuid thábhachtach de tháirgeadh uathoibrithe tionsclaíoch, is féidir le córais fís meaisín feidhmeanna a bhaint amach mar bhrath táirgí, sainaithint agus suíomh. Tá ról tábhachtach ag frithchaiteoirí optúla i gcórais fís meaisín. Is féidir leo solas a léiriú ar an réad atá á thomhas, dromchla an réada a shoilsiú, agus an solas léirithe a bhailiú agus a tharchur ar dhromchla an réada chuig an mbraiteoir íomhá chun íomhá shoiléir a dhéanamh. I ndéantúsaíocht leictreonach, úsáideann an córas fís -mheaisín frithchaiteoirí optúla chun boird chiorcaid a bhrath, ar féidir leo a aithint go tapa agus go cruinn an bhfuil lochtanna i gcomhpháirteanna ar an mbord ciorcaid, amhail joints sádróra fuar, ciorcaid ghearra, etc., rud a fheabhsaíonn cáilíocht an táirge agus éifeachtúlacht táirgthe. Sa tionscal pacáistithe bia, úsáideann córais fhís mheaisín frithchaiteoirí optúla chun pacáistiú bia a bhrath, ar féidir leo a bhrath an bhfuil an pacáistiú críochnaithe agus an bhfuil an lipéad ceart, etc., chun cáilíocht agus sábháilteacht an táirge a chinntiú. ​

Is bealach tábhachtach é tomhas optúil chun cáilíocht agus cruinneas an táirge a chinntiú i dtáirgeadh tionsclaíoch, agus úsáidtear frithchaiteoirí optúla go forleathan freisin i dtomhas optúil. I meaisín tomhais trí chomhordú, úsáidtear frithchaiteoir optúil chun an solas tomhais a léiriú ar dhromchla an réada atá le tomhas. Trí uillinn agus suíomh an tsolais léirithe a thomhas, ríomhtar comhordanáidí tríthoiseacha an réada chun tomhas cruinn a dhéanamh ar chruth agus ar mhéid an réada. I monarú na n -ionstraimí optúla beachta, úsáideann teicneolaíocht tomhais optúil frithchaiteoirí optúla chun paraiméadair a thomhas mar chuaire agus cothromaíocht an lionsa chun a chinntiú go gcomhlíonann feidhmíocht optúil an lionsa na riachtanais. Is féidir le cur i bhfeidhm frithchaiteoirí optúla i dtomhas optúil cruinneas agus éifeachtúlacht an tomhais a fheabhsú agus dearbhú cáilíochta iontaofa a sholáthar do tháirgeadh tionsclaíoch. ​
Le forbairt thionscal 4.0 agus déantúsaíochta cliste, tá riachtanais níos airde curtha ar aghaidh ag táirgeadh tionsclaíoch maidir le feidhmíocht agus cur i bhfeidhm na bhfrithchaiteoirí optúla. Sa todhchaí, forbróidh frithchaiteoirí optúla i dtreo cruinneas níos airde, cobhsaíocht níos airde, méid agus faisnéis níos lú chun freastal ar riachtanais uasghrádú leanúnach ar tháirgeadh tionsclaíoch. ​

(V) Léiriúcháin choitianta sa saol laethúil

Inár saol laethúil, tá frithchaiteoirí optúla i ngach áit. Déantar iad a chomhtháthú le sonraí ár saol i bhfoirmeacha éagsúla, rud a thugann áisiúlacht agus sábháilteacht mhór dár saol. Cé gur cosúil go bhfuil siad gnáth, tá ról fíor -riachtanach acu. ​

Tá soilse carranna ar cheann de na feidhmchláir is coitianta a bhaineann le frithchaiteoirí optúla inár saol laethúil. Is iondúil go nglacann an frithchaiteoir sa cheannlampa gluaisteán struchtúr scátháin cuasach, ar féidir leis an solas a astaíonn an bolgán a bhailiú agus a léiriú chun léas láidir agus tiubhaithe a chruthú chun an bóthar a shoilsiú. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn an dearadh seo sábháilteacht tiomána oíche, ach cuireann sé ar chumas an tiománaí na coinníollacha bóthair a fheiceáil go soiléir agus freagairt in am. Is cur i bhfeidhm tipiciúil de fhrithchaiteoirí optúla é scáthán cúlghabhálach an chairr freisin. Glacann sé le dearadh scátháin dronnach, ar féidir leis réimse radhairc an tiománaí a leathnú, an láthair dall amhairc a laghdú, agus cabhrú leis an tiománaí breathnú níos fearr ar an staid taobh thiar den charr chun timpistí tráchta a sheachaint. ​

Is áiseanna tábhachtacha iad comharthaí tráchta chun ord tráchta agus sábháilteacht bóthair a chinntiú, agus úsáideann go leor acu prionsabal na bhfrithchaiteoirí optúla. Mar shampla, tá marcanna machnamhacha agus comharthaí machnamhacha ar an mbóthar brataithe le hábhair fhrithchaiteacha ar a ndromchlaí. Tá coirníní gloine bídeacha nó bileoga machnamhacha sna hábhair fhrithchaiteacha seo ar féidir leo solas a léiriú ar ais go treo na foinse solais. Nuair a shíneann soilse na bhfeithiclí ar na comharthaí tráchta seo san oíche, léireoidh na hábhair fhrithchaiteacha an solas ar ais, ag ligean don tiománaí ábhar an chomhartha a fheiceáil go soiléir, rud a threoróidh an fheithicil chun tiomáint go sábháilte. Tá feabhas mór tagtha ar shábháilteacht an tráchta bóthair san oíche agus i ndroch -aimsir i bhfeidhmiú an fhrithchaiteora optúla seo.

Tá ról tábhachtach ag daingneáin soilsithe inár saol laethúil, agus tá ról ag frithchaiteoirí optúla maidir le héifeachtaí soilsithe a bharrfheabhsú. Tá go leor lampaí feistithe le frithchaiteoirí, mar shampla lampaí boird, candeliers, lampaí uasteorainn, srl. Is féidir leis na frithchaiteoirí seo an solas a astaítear leis an mbolgán a léiriú go dtí an limistéar a chaithfear a shoilsiú, an ráta úsáide solais a fheabhsú, agus an éifeacht soilsithe a fheabhsú. I roinnt áiteanna móra poiblí, mar shampla staidiamaí agus malls siopadóireachta, úsáidtear daingneáin soilsithe gairmiúla agus córais fhrithchaiteora de ghnáth. Trí chruth agus uillinn an fhrithchaiteora a dhearadh go réasúnach, is féidir soilsiú aonfhoirmeach agus éifeachtach a bhaint amach, ag soláthar timpeallacht amhairc chompordach do dhaoine. ​

Chomh maith leis na hiarratais chomhchoiteanna thuas, tá ról ag frithchaiteoirí optúla freisin i go leor riachtanas laethúil eile. Mar shampla, úsáideann cupán machnamhach an flashlight a úsáidimid i saol laethúil frithchaiteoir optúil chun an solas a astaítear leis an mbolgán a dhíriú agus an déine soilsithe a fheabhsú; Baineann roinnt scátháin mhaisiúla, scátháin makeup, etc. úsáid as prionsabal na bhfrithchaiteoirí optúla chun íomhánna soiléire a sholáthar dúinn agus chun ár saol a éascú.

Vi. Taighde Frontier agus dearcadh amach anseo ar fhrithchaiteoirí optúla

(I) Topaicí te de thaighde teorann

I ré an lae inniu d'fhorbairt thapa teicneolaíochta, mar phríomhghné i réimse na optaice, tá Frontier Research ar fhrithchaiteoirí optúla ag dul chun cinn i dtopaicí te iolracha, ag tabhairt deiseanna agus dúshláin nua do nuálaíocht agus do thús cadhnaíochta i dteicneolaíocht optúil. Tá taighde agus forbairt ábhartha nua, dearadh nanostruchtúir, agus frithchaiteoirí Metasurface mar fhócas ar thaighde teorann ar fhrithchaiteoirí optúla, ag mealladh aird fhairsing ó thaighdeoirí ar fud an domhain.

Tá taighde agus forbairt ábhar nua ar cheann de na bealaí tábhachtacha chun feidhmíocht na bhfrithchaiteoirí optúla a fheabhsú. De réir a chéile, ní féidir le hábhair fhrithchaiteacha optúla thraidisiúnta, amhail ábhair mhiotail agus ábhair thraidisiúnta scannán tréleictreach, freastal ar an éileamh méadaitheach ar iarratais ardleibhéil i ngnéithe áirithe den fheidhmíocht. Dá bhrí sin, tá taighdeoirí tiomanta d'ábhair nua a iniúchadh agus a fhorbairt chun feabhas a chur ar fheidhmíocht na bhfrithchaiteoirí optúla. Le blianta beaga anuas, is ábhar te iad ábhair dhéthoiseacha, mar shampla graphene agus disulfide moluibdín, i dtaighde ar ábhair nua frithchaiteora optúla mar gheall ar a struchtúr adamhach uathúil agus airíonna optúla agus leictreacha den scoth. Is ábhar déthoiseach aonchisealach é graphene atá comhdhéanta de adaimh charbóin le soghluaisteacht an-ard iompróra agus trédhearcacht optúil mhaith. Tá sé aimsithe ag taighde gur féidir le graifín a chomhcheangal le hábhair fhrithchaiteora optúla thraidisiúnta feabhas mór a chur ar fhrithchaiteacht agus ar chobhsaíocht an fhrithchaiteora, agus roinnt feidhmeanna nua a thabhairt don fhrithchaiteoir, amhail modhnú fótaileictreach agus tiontú fótaiteirmeach. Trí dhromchla frithchaiteora miotail a chlúdach le sraith scannán graphene, is féidir ionsú agus cumais machnaimh an fhrithchaiteora a fheabhsú le haghaidh tonnfhaid ar leith, ag feabhsú a fheidhmíochta feidhmithe i réimsí na cumarsáide optúla agus na braite solais. ​

Is treo tábhachtach é dearadh nanostruchtúir freisin chun taighde ceannródaíoch a dhéanamh ar fhrithchaiteoirí optúla. Tá smaointe agus modhanna nua tugtha ag forbairt thapa nanaitheicneolaíochta chun frithchaiteoirí optúla a dhearadh agus a mhonarú. Trí mhéid, cruth agus socrú nanostructures a rialú go beacht, is féidir rialáil uathúil solais a bhaint amach, rud a thugann roinnt airíonna speisialta do fhrithchaiteoirí optúla nach bhfuil ag frithchaiteoirí traidisiúnta. Is féidir le frithchaiteoirí optúla nanostruchtúrtha díriú agus íomháú an tsolais a dhíriú agus a íomháú, ag briseadh trí theorainneacha na dteorainneacha díraonta optúla traidisiúnta. I réimse na nana-optaic, d'úsáid taighdeoirí nanostruchtúir ar nós nana-pillars agus nana-phoill chun frithchaiteoirí nana-lionsa a dhearadh le cró uimhriúla ard, ar féidir leo solas a dhíriú ar spotaí nanascála, ag soláthar tacaíocht láidir theicniúil do pháirceanna amhail nana-litogragrafaíocht agus íomháú bitheolaíoch. Is féidir le frithchaiteoirí optúla nanostruchtúrtha rialú beacht a bhaint amach ar an stát polaraithe, ar chéim agus ar thréithe eile an tsolais, ag oscailt cosáin nua chun cumarsáid optúil, optaic chandamach agus réimsí eile a fhorbairt. Trí nanostruchtúir speisialta a dhearadh, mar shampla nanostructures bíseach agus nanostructures ciriúla, is féidir an staid sholais polaraithe a rialú go solúbtha, agus is féidir frithchaiteoirí optúla polaraithe ardfheidhmíochta agus scoilteoirí bíoma polaraithe a ullmhú. ​

Mar chineál nua frithchaiteora optúla, tá aird fhorleathan tugtha ag frithchaiteoirí Metasurface i réimse na optaic le blianta beaga anuas. Is ábhar plánach déthoiseach é Metasurface atá comhdhéanta de struchtúir fho-thonnfhaid atá deartha go saorga, ar féidir leo an t-aimplitiúid, an chéim, an polarú agus na tréithe eile solais a rialú go beacht ag an scála fo-thonnfhaid. Baineann frithchaiteoirí Metasurface machnamh éifeachtach ar fheidhmeanna solais agus speisialta trí struchtúir éagsúla meitea -dhromchla a chomhtháthú ar fhoshraith planar. I gcomparáid le frithchaiteoirí optúla traidisiúnta, tá na buntáistí a bhaineann le struchtúr dlúth, comhtháthú éasca agus dearadh solúbtha ag frithchaiteoirí Metasurface, agus léiríonn siad poitéinseal mór feidhmithe i íomháú optúil, radar léasair, cumarsáid agus réimsí eile. I réimse na híomhá optúil, is féidir frithchaiteoirí Metasurface a úsáid chun lionsaí optúla ultra-tanaí a ullmhú chun íomháú ardtaifigh íomhánna a bhaint amach. Is iondúil go mbíonn lionsaí optúla traidisiúnta comhdhéanta de lionsaí iolracha, atá toirtiúil agus trom. Is féidir le frithchaiteoirí Metasurface díriú agus íomháú an tsolais a bhaint amach trí struchtúir mheitile a dhearadh go beacht, rud a laghdaíonn go mór méid agus meáchan na lionsaí. I réimse an radair léasair, is féidir frithchaiteoirí meitéireachta a úsáid chun scanadh agus modhnú tapa bíomaí léasair a bhaint amach, chun cruinneas braite agus réiteach radar léasair a fheabhsú. Trí dháileadh céime an struchtúir mheitile a rialú, is féidir modhnú céime an bhíoma léasair a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil scanadh tapa agus smacht tagtha ar an bhíoma léasair. ​

(Ii) Treochtaí agus dúshláin na forbartha sa todhchaí

Ag féachaint don todhchaí, léirigh frithchaiteoirí optúla ionchais leathana i réimsí atá ag teacht chun cinn, mar shampla optaic chandamach, córais optúla faisnéise saorga, agus optaic bhithleighis, agus táthar ag súil go dtabharfaidh siad athruithe réabhlóideacha ar fhorbairt na réimsí seo. Mar sin féin, tá go leor dúshláin theicniúla agus saincheisteanna costais os comhair forbairt na bhfrithchaiteoirí optúla, a éilíonn comhiarrachtaí taighdeoirí eolaíochta agus an tionscail réitigh a lorg. ​

I réimse na optaic chandamach, beidh ról tábhachtach ag frithchaiteoirí optúla. Is disciplín é optaic chandamach a dhéanann staidéar ar éifeachtaí candamacha san idirghníomhaíocht idir solas agus ábhar. Tá tábhacht mhór ag baint lena thorthaí taighde maidir le cumarsáid chandamach, ríomhaireacht chandamach, tomhas beachtais chandamach agus réimsí eile a fhorbairt. I dturgnaimh chandamacha optúil, úsáidtear frithchaiteoirí optúla chun foinsí solais chandamacha ard-íonachta a rialú agus a threorú, mar shampla fótóin aonair agus péirí fótóin atá greamaithe chun ullmhú, tarchur agus tomhas stáit chandamach a bhaint amach. Sa todhchaí, le forbairt leanúnach ar theicneolaíocht optics chandamach, beidh na riachtanais feidhmíochta do fhrithchaiteoirí optúla níos airde agus níos airde. Is gá frithchaiteoirí optúla a fhorbairt le caillteanas an -íseal, cobhsaíocht ard agus cruinneas ard chun riachtanais dhiana na dturgnaimh optaic chandamach a chomhlíonadh le haghaidh rialú allamuigh solais. Tá taighdeoirí ag fiosrú úsáid ábhar nua agus dearadh nanostruchtúir chun frithchaiteoirí optúla a ullmhú ar féidir leo machnamh éifeachtach fótóin agus cothabháil stáit chandamach a bhaint amach, ag soláthar príomhthacaíocht theicniúil d'fhorbairt optaic chandamach. ​

Is réimse idirdhisciplíneach é córas optúil na hintleachta saorga a tháinig chun cinn le blianta beaga anuas. Comhcheanglaíonn sé teicneolaíocht na hintleachta saorga le teicneolaíocht optúil chun dearcadh, próiseáil agus rialú cliste a bhaint amach. Tá ról tábhachtach ag frithchaiteoirí optúla i gcórais optúla hintleachta saorga agus is féidir iad a úsáid chun croí -chomhpháirteanna a thógáil mar líonraí néarógacha optúla agus sceallóga ríomhaireachta optúla. Trí rialú beacht a dhéanamh ar thréithe machnaimh na bhfrithchaiteoirí optúla, is féidir modhnú agus próiseáil ardluais comharthaí optúla a bhaint amach, ag feabhsú cumhachta ríomhaireachta agus éifeachtúlacht na gcóras optúil. I líonraí néarógacha optúla, is féidir úsáid a bhaint as fótagrafóirí mar ghnéithe de néaróin a nascadh chun tarchur tapa agus suimiú ualaithe na gcomharthaí optúla a bhaint amach, agus mar sin ag tógáil samhail líonra neodrach optúil ardfheidhmíochta. Sa todhchaí, le dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta faisnéise saorga, beidh na riachtanais maidir le faisnéis agus comhtháthú fóta -fheidhmeoirí níos airde agus níos airde. Is gá fótagrafóirí a fhorbairt le tréithe ríomhchláraithe agus in -athchumraithe, agus comhtháthú ard a bhaint amach le comhpháirteanna optúla agus comhpháirteanna leictreonacha eile chun forbairt na gcóras optúil hintleachta saorga a chur chun cinn. ​

Is disciplín é optaic bhithleighis a dhéanann staidéar ar an idirghníomhaíocht idir fíocháin solais agus fíocháin bhitheolaíocha. Tá ionchais leathana feidhmithe ag a thorthaí taighde i íomháú bithleighis, i ndiagnóis galair, i teiripe fhótaginimiciúil agus i réimsí eile. I optaic bhithleighis, úsáidtear fótagrafóirí chun comharthaí solais a threorú agus a dhíriú chun íomháú ardtaifigh agus cóireáil bheacht a bhaint amach ar fhíocháin bhitheolaíocha. I micreascópacht confocal, léiríonn fótagrafóirí bíomaí léasair ar shamplaí bitheolaíocha agus bailíonn siad comharthaí solais léirithe chun íomháú tríthoiseach samplaí a bhaint amach. I teiripe fhótadynamach, léiríonn fótagrafóirí solas tonnfhaid ar leith ar fhíocháin ghalraithe, spreagtar fóta -fhóta -fhótaiteoirí chun ocsaigin singil a tháirgeadh, agus dá bhrí sin cealla galraithe a mharú. Sa todhchaí, le forbairt leanúnach na teicneolaíochta optúla bithleighis, beidh na ceanglais maidir le bith -chomhoiriúnacht, miniaturization agus ilfheidhmeacht na bhfrithchaiteoirí optúla níos airde agus níos airde. Is gá frithchaiteoirí optúla a fhorbairt a bhfuil dea -chomhoiriúnacht agus oibríocht chobhsaí in vivo acu, chomh maith le miniaturization agus ilfheidhmeacht na bhfrithchaiteoirí optúla a bhaint amach chun freastal ar riachtanais optaic bhithleighis in vivo íomháú, cóireáil ionrach íosta, etc.

Cé go bhfuil ionchais leathana feidhmithe ag frithchaiteoirí optúla amach anseo, tá roinnt dúshlán teicniúil agus saincheisteanna costais os comhair a bhforbairt freisin. Maidir le teicneolaíocht, is saincheisteanna tábhachtacha atá le réiteach fós mar thoradh ar fhrithchaiteacht na bhfrithchaiteoirí optúla a fheabhsú tuilleadh, caillteanais a laghdú, agus cobhsaíocht agus cruinneas a fheabhsú. Cé go bhfuil dul chun cinn áirithe déanta ag taighde agus forbairt ábhar nua, tá go leor deacrachtaí teicniúla fós ann maidir le próiseas ullmhúcháin agus barrfheabhsú feidhmíochta na n -ábhar. Tá fadhbanna cosúil le próisis chasta agus costais arda ag tabhairt aghaidh ar dhearadh agus ar mhonarú nanostructures agus ag frithchaiteoirí meitea-dhromchla, a chuireann teorainn lena n-iarratas ar scála mór. Maidir le costas, tá an próiseas monaraíochta de fhrithchaiteoirí optúla casta, a éilíonn trealamh próiseála ardchruinnithe agus teicneolaíocht braite ardleibhéil, agus mar thoradh air sin tá costais mhonaraíochta ard. Chuir sé seo teorainn le cur i bhfeidhm na bhfrithchaiteoirí optúla i roinnt réimsí atá íogair ó thaobh costais go pointe áirithe. Sa todhchaí, is gá costas déantúsaíochta na bhfrithchaiteoirí optúla a laghdú agus a n-éifeachtúlacht costais a fheabhsú trí nuálaíocht theicneolaíoch agus feabhsú próisis, chun cur i bhfeidhm forleathan frithchaiteoirí optúla a chur chun cinn i níos mó réimsí. ​

Mar phríomhghné i réimse na optaice, tá ionchais leathana agus poitéinseal ollmhór ag machnaitheoirí optúla i bhforbairt amach anseo. Trí iniúchadh leanúnach a dhéanamh ar ábhair nua, ar dhearadh nanostruchtúir nuálaíoch agus ar theicneolaíocht meiteamfac, beidh ról tábhachtach ag frithchaiteoirí optúla i réimsí atá ag teacht chun cinn, mar shampla optaic chandamach, córais optúla faisnéise saorga, agus optaic bhithleighis, ag tabhairt deiseanna nua agus cinn do fhorbairt na réimsí seo. Ba cheart dúinn a bheith ar an eolas freisin go bhfuil go leor dúshlán teicniúil agus saincheisteanna costais fós ag forbairt na bhfrithchaiteoirí optúla, a éilíonn ar chomhiarrachtaí taighdeoirí eolaíochta agus an tionscail comhar a neartú, leanúint ar aghaidh ag nuáil, ag cur chun cinn leanúnach na teicneolaíochta frithchaiteora optúla, agus ag cur níos mó ranníocaíochtaí le forbairt sochaí an duine.

Vii. Conclúid: frithchaiteoir optúil, an réalta optúil a shoilsíonn an todhchaí

Tá frithchaiteoir optúil, príomh-chomhpháirt a thaispeánann le solas uathúil i réimse na optaice, tagtha chun cinn ó fhrithchaiteoir simplí simplí a úsáidtear chun machnamh íomhá a dhéanamh sa saol laethúil go dtí ról lárnach i dteicneolaíocht ardleibhéil. Chonaic a stair forbartha taiscéalaíocht leanúnach agus cur i bhfeidhm nuálaíoch phrionsabail optúla an duine. Leis an bprionsabal oibre simplí agus domhain, bunaithe ar dhlí machnaimh an tsolais, baineann sé le rialú beacht ar threo iomadúcháin agus ar dhéine an tsolais agus ar ghnóthachtáil go leor feidhmeanna optúla sonracha trí dhromchla machnamhach atá deartha go cúramach, ag éirí mar chuid riachtanach agus tábhachtach de chórais optúla nua -aimseartha.

I réimse na breathnóireachta réalteolaíocha, cabhraíonn frithchaiteoirí optúla le daoine briseadh trí theorainn fhada na cruinne, rud a ligeann dúinn dul isteach i rúndiamháin na gcomhlachtaí neamhaí i bhfad i gcéin agus ag soláthar príomh -leideanna chun staidéar a dhéanamh ar éabhlóid agus ar thionscnamh na cruinne; I dtrealamh leighis, cuireann sé go ciúin le cruinneas na máinliachta a chinntiú, cabhraíonn sé le dochtúirí diagnóis a dhéanamh agus cóireáil a dhéanamh go domhain taobh istigh den chorp daonna, agus éiríonn sé ina fhórsa tábhachtach chun sláinte an duine a chosaint; I dteicneolaíocht chumarsáide, is droichead é le haghaidh tarchur faisnéise ardluais, ag tacú le hoibriú na bpríomhtheicneolaíochtaí amhail cumarsáid snáithín optúil, lasca optúla, agus modúlóirí optúla, agus forbairt thapa na haoise faisnéise a chur chun cinn; I dtáirgeadh tionsclaíoch, taispeánann sé a chumas, feabhsaíonn sé éifeachtúlacht táirgthe agus cáilíocht an táirge, agus úsáidtear go forleathan é i bpróiseáil léasair, fís mheaisín, tomhas optúil agus naisc eile, ag cur spreagadh láidir isteach sa phróiseas nuachóirithe tionsclaíoch; Sa saol laethúil, tá sé níos uileláithreach, tá soilse carranna, comharthaí tráchta, daingneáin soilsithe, etc. doscartha ó fhigiúr na bhfrithchaiteoirí optúla, ag tabhairt áise agus sábháilteachta dár saol. ​

Le forbairt thapa na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá taighde Frontier ar fhrithchaiteoirí optúla ag bogadh i dtreo spotaí te amhail taighde agus forbairt ábhartha nua, dearadh nanostruchtúir, agus frithchaiteoirí meiteamacha, ag tabhairt féidearthachtaí neamhtheoranta dá fheabhsú feidhmíochta agus dá leathnú feidhme. Sa todhchaí, táthar ag súil go ndéanfaidh frithchaiteoirí optúla ceannródaíocha móra i réimsí atá ag teacht chun cinn, mar shampla optaic chandamach, córais optúla faisnéise saorga, agus optaic bhithleighis, ag oscailt cosáin nua d'fhorbairt na réimsí seo. Mar sin féin, ní mór dúinn a bheith ar an eolas freisin go bhfuil go leor dúshlán fós ag forbairt na bhfrithchaiteoirí optúla, mar shampla conas feidhmíocht a fheabhsú agus costais a laghdú go teicniúil, agus conas fadhbanna a réiteach in ábhair agus i bpróisis mhonaraithe. Ach is iad na dúshláin seo a spreagann taighdeoirí agus an tionscal leanúint ar aghaidh ag nuáil agus ag iniúchadh, agus ag cur chun cinn dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta frithchaiteora optúla. ​

Ag féachaint don todhchaí, leanfaidh frithchaiteoirí optúla ar aghaidh ag imirt ról lárnach i réimse na optaice, agus lena n -airíonna optúla uathúla agus lena n -iarratais nuálacha, léireoidh siad cosán taiscéalaíochta an duine ar an domhan anaithnid agus déanfaidh siad ranníocaíochtaí níos suntasaí ar dhul chun cinn eolaíoch agus teicneolaíochta agus forbairt shóisialta. Leanfaidh sé ar aghaidh ag sileadh mar réalta geal sa spéir ollmhór starry optics, rud a fhágann go mbeidh todhchaí níos gile.