Learn about LIGHT 光基技术的3个关键词

 

Keyword 1 制造光

光的应用在我们的日常生活中无处不在，包括工业生产与检查、医疗、物质分析，以及通信等。然而，光是不能被存储在一个盒子里或是被装在包里的，当我们需要用到它的时候，就必须自己制造。那么，要怎么才能制造光呢？

光是一种电磁波，由电场与磁场组成，这样的波可以通过运动的电子产生。比如，通过加速器加速电子就可以产生光，这种光就叫做同步辐射光（同步辐射），可用于不同物质的分析，以及材料开发等等。



而对于传统的白炽灯光，则是通过利用热量使在原子或分子中的电子进行振荡而产生的；另外，还有较为常见的LED光和激光，都是通过外部能量改变原子中电子能量的方法产生的，并拥有着广泛的应用。从照明显示到医疗，再到最近很火的艺术应用（如光雕投影），都可以看到它们的身影。



激光

Keyword 2 测量光

通过测量物体直接发出的光，或者测量光打到物体上产生的反射，散射或者透射光，我们可以提取到关于该物体的多种信息，包括尺寸、颜色、距离、成分、状态以及特性。

如今，在医疗检测、环境监测等各式各样的设备仪器中，都装入了被称为光学传感器的感光元件，而这些光学传感器则将测量光技术发挥到极致。

典型的光测量方法是将光信号转化为电信号，进而测量电流大小。在光的照射下，某些材料的物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，这样的现象被称为光电效应。在光学传感器中的光阴极材料以及半导体材料都是用来触发光电效应，从而通过对激发出来的电信号的测量，来达到最终的测量目的。



光阴极



半导体

Keyword 3 操纵光

光的反射和折射特性使得我们可以通过平面镜，棱镜和透镜来改变其传播方向。另外，通过控制或校正光的传播方向，也可以让我们更有效的利用光。比如镜子作为一个简单的光学器件，可以使光方向翻转180度，从而显示出我们的影像以作为每天形象检查的必要参考；此外，相机镜头或人的眼睛也可以执行“聚焦”的工作，它们可以使通过透镜（晶状体）的光折射并汇聚至一个单点来形成一幅图像。

除了这些日常可见的应用以外，还有许多专业性强、应用特殊、甚至超出了我们普通人认知的应用。近来，已经有许多研究者通过使用一种叫空间光调制器的设备，来调制动态光学图案；还有人利用一些人造材料，如超材料和光子晶体来对光进行操纵。随着光子技术的不断推进，这些新的操纵光的方法也已经愈加引起了人们的关注。



反射和折射

下一期中“learn about light”中，我们将为大家带来前沿的光基技术的研究，敬请期待！

大竹良幸（左）、大须贺慎二（右）

两位都来自滨松公司中央研究所，

大须先生的专业领域是光计测（微弱光计测）、放射性计测、数理统计领域；大竹先生则是主攻量子电子学、量子光学和光物理学。