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光子學

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光子学
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光子學Photonics[1]光學中有關光子相關研究的分支,包括的產生、發射傳輸調變信號處理切換放大感測[2][3]。雖然光子學一詞常常使用,但有關光子學的明確定義,以及和其他相關學科(例如光學)的分界,還沒有廣泛的共識[4]

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光子經過三稜鏡折射

光子學和量子電子學有密切的關係,量子電子學處理其理論的層面,而光子學處理其工程應用[2]。光子學包括光從紫外線可見光到遠紅外線之間所有頻譜的應用。不過大部份的應用是在可見光及近紅外線。

光子學一詞是在六十年代初期,第一個實用的半導體光感測器發明後,以及七十年代光纖發展之後開始出現。

此領域也有專業組織的支援,像IEEE光子學會英語IEEE Photonics Society,進行光子學相關的研究、工程以及應用。

和其他領域的關係

經典光學

光子學和光學有密切關係。光量子化的發現是源自1905年阿爾伯特·愛因斯坦光電效應的解釋,經典光學要比較這個早很多。光學工具包括折射的透鏡,反射,以及十五世紀到十九世紀發明的許多光學元件和設備。經典光學的重要理論,例如十七世紀發展的惠更斯-菲涅耳原理,十九世紀發展的馬克士威方程組和波動方程,都沒有用到光的量子特性。

現代光學

光子學和量子光學光機械英語optomechanics電光學英語electro-optics光電工程和量子電子學有關。不過,每一個領域都有各自不同的著重點。量子光學強調基礎研究,而光子學強調應用研究以及開發。

光子學更多著重:

  • 光的量子性質
  • 利用光子進行信號處理旳潛力
  • 光學的實務應用
  • 電子學的類比

光電工程著重在有電子和光學功能的設備或是電路,例如薄膜半導體設備。電光學(electro-optics)較早出現,特別強調非線性電子-光學交互作用的應用}},像是應用泡克耳斯效應的體晶體調製器,也包括先進的影像感測器。

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參考資料

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