Yfirlit yfir línulega ljósfræði og ólínuleg ljósfræði
Byggt á samspili ljóss við efni er hægt að skipta ljósfræði í línulega ljósfræði (LO) og ólínulegan ljósfræði (NLO). Línuleg ljósfræði (LO) er grunnurinn að klassískri ljósfræði, með áherslu á línuleg samskipti ljóss. Aftur á móti á sér stað ólínuleg ljósfræði (NLO) þegar ljósstyrkur er ekki í beinu hlutfalli við sjónsvörun efnisins, sérstaklega við háglugt aðstæður, svo sem leysir.
Línuleg ljósfræði (LO)
Í LO hefur ljós samskipti við efni með litlum styrk, sem venjulega felur í sér eitt ljóseind á hvert atóm eða sameind. Þessi samspil hefur í för með sér lágmarks röskun á atóm- eða sameindaástandi og er áfram í náttúrulegu, ótrufluðu ástandi. Grunnreglan í LO er sú að tvípól af völdum rafsviðs er í beinu hlutfalli við styrkinn. Þess vegna fullnægir Lo meginreglunum um ofurstillingu og aukefni. Í ofurstillingarreglunni segir að þegar kerfi er háð mörgum rafsegulbylgjum, þá er heildarsvörunin jöfn summan af einstökum svörum við hverri bylgju. Aukni sýnir á svipaðan hátt að hægt er að ákvarða heildarsvörun flókins sjónkerfis með því að sameina svörun einstakra þátta þess. Línuleiki í LO þýðir að ljóshegðunin er stöðug eftir því sem styrkleiki breytist - framleiðslan er í réttu hlutfalli við inntakið. Að auki, í LO, er engin tíðniblöndun, þannig að ljósið sem liggur í gegnum slíkt kerfi heldur tíðni sinni jafnvel þó að það gangi undir magnun eða fasabreytingu. Dæmi um LO fela í sér samspil ljóss við grunnljósþætti eins og linsur, spegla, bylgjuplötur og beinbrot.
Ólínuleg ljósfræði (NLO)
NLO er aðgreindur með ólínulegu svörun sinni við sterku ljósi, sérstaklega við mikla styrkleika þar sem framleiðslan er óhófleg fyrir inntakstyrkinn. Í NLO hafa margar ljóseindir samskipti við efnið á sama tíma, sem leiðir til blöndunar ljóss og breytinga á ljósbrotsvísitölu. Ólíkt í LO, þar sem létt hegðun er stöðug óháð styrkleika, koma ólínuleg áhrif aðeins fram á mikilli ljósstyrk. Við þennan styrkleiki gilda reglurnar sem venjulega stjórna léttum samskiptum, svo sem ofurstillingarreglunni, ekki lengur og jafnvel tómarúminu sjálft getur hegðar sér ólínulega. Ólínuleiki í samspili ljóss og efnis gerir kleift að hafa samspil mismunandi ljósatíðni, sem leiðir til fyrirbæra eins og harmonískrar myndunar og fjárhæðar og mismunar tíðni. Að auki felur ólínuleg ljósfræði í sér parametric ferla þar sem ljósorka er dreift til að framleiða nýjar tíðnir, eins og sést í parametric mögnun og sveiflum. Annar mikilvægur eiginleiki er sjálffasa mótun, þar sem fasanum í ljósbylgju er breytt með eigin styrkleika-áhrif sem gegna lykilhlutverki í sjónsamskiptum.
Ljósmótun milliverkanir í línulegri og ólínulegri ljósfræði
Í LO, þegar ljós hefur samskipti við efni, er svörun efnisins í réttu hlutfalli við styrk ljóssins. Aftur á móti felur NLO í sér efni sem bregðast ekki aðeins við styrkleika ljóssins, heldur einnig á flóknari hátt. Þegar hástyrksljós lendir í ólínulegu efni getur það framleitt nýja liti eða breytt ljósinu á óvenjulegan hátt. Til dæmis er hægt að breyta rauðu ljósi í grænt ljós vegna þess að svörun efnisins felur í sér meira en bara hlutfallslega breytingu - það getur falið í sér tíðni tvöföldun eða önnur flókin samskipti. Þessi hegðun leiðir til flókins mengunar á sjónáhrifum sem ekki hafa sést í venjulegum línulegum efnum.
Forrit af línulegum og ólínulegum sjóntækni
LO nær yfir breitt úrval af víðtækri sjóntækni, þar á meðal linsum, speglum, bylgjuplötum og beinbrotum. Það veitir einfaldan og reiknanlegan ramma til að skilja hegðun ljóss í flestum sjónkerfum. Tæki eins og fasaskipti og geisladreifingar eru oft notuð í LO og reiturinn hefur þróast að þeim stað þar sem lorásir hafa öðlast áberandi. Þessar hringrásir eru nú litnar sem fjölvirkt verkfæri, með forritum á svæðum eins og örbylgjuofni og skammtafræðilegri merkisvinnslu og nýjum tölvufræðilegum arkitektúr. NLO er tiltölulega nýtt og hefur breytt ýmsum sviðum í gegnum fjölbreytt forrit. Á sviði fjarskipta gegnir það lykilhlutverki í ljósleiðarakerfum og hefur áhrif á gagnaflutningsmörk þegar leysirafl eykst. Greiningartæki njóta góðs af NLO með háþróaðri smásjártækni eins og confocal smásjá, sem veitir mikla upplausn, staðbundna myndgreiningu. NLO eykur einnig leysir með því að gera kleift að þróa nýja leysir og breyta ljósfræðilegum eiginleikum. Það hefur einnig bætt sjón-myndgreiningartækni til lyfjafyrirtækja með því að nota aðferðir eins og annarrar harmonic kynslóðar og tveggja ljósmynda flúrljómun. Í lífríki auðveldar NLO djúpa myndgreiningu á vefjum með lágmarks skemmdum og veitir merkingu ókeypis lífefnafræðilegan andstæða. Sviðið hefur háþróaða Terahertz tækni, sem gerir það mögulegt að búa til ákaflega terahertz belgjurta. Í skammta ljósfræði auðvelda ólínuleg áhrif skammta samskipta með því að undirbúa tíðnibreytum og flækjuðu ljóseindarígildum. Að auki hjálpuðu nýjungar NLO í Brillouin dreifingu við örbylgjuofnvinnslu og ljósfasa samtengingu. Í heildina heldur NLO áfram að ýta á mörk tækni og rannsókna á ýmsum greinum.
Línuleg og ólínuleg ljósfræði og afleiðingar þeirra fyrir háþróaða tækni
Optics gegna lykilhlutverki bæði í hversdagslegum forritum og háþróaðri tækni. LO leggur grunninn að mörgum algengum sjónkerfum en NLO knýr nýsköpun á sviðum eins og fjarskiptum, smásjá, leysitækni og lífeðlisfræði. Nýlegar framfarir í NLO, sérstaklega þar sem þær tengjast tvívíddarefni, hafa fengið mikla athygli vegna hugsanlegra iðnaðar- og vísindalegra nota. Vísindamenn eru einnig að skoða nútíma efni eins og skammtastarfsemi með röð greiningar á línulegum og ólínulegum eiginleikum. Þegar rannsóknir eru framfarir er samanlagður skilningur á LO og NLO mikilvægur til að ýta á mörk tækninnar og auka möguleika sjónvísinda.
Pósttími: Nóv-11-2024