អាភាណូវិទ្យា

thumb|right|300px|Refraction of waves of photons (light) by a prism
Photonics គឺជាវិទ្យាសាស្ត្ររូបវិទ្យានៃរលកពន្លឺ។ វាទាក់ទងនឹងវិទ្យាសាស្ត្រដែលនៅពីក្រោយជំនាន់ ការរកឃើញ និងការរៀបចំពន្លឺ។ពន្លឺមានធម្មជាតិពីរដែលគេស្គាល់ថាជារលកភាគល្អិតទ្វេ។ នោះ​គឺ​ជា​ការ​និយាយ​ថា ពន្លឺ​មាន​លក្ខណៈ​ទាំង​រលក​អេឡិចត្រូម៉ាញេទិក​បន្ត និង​ភាគល្អិត (ហ្វូតុន)។ លក្ខណៈនៃពន្លឺណាដែលដំណើរការគឺអាស្រ័យលើប្រភេទនៃអន្តរកម្មដែលកំពុងត្រូវបានអង្កេត។ ជាឧទាហរណ៍ ពន្លឺដែលបត់តាមកែវ ឬបង្វែរនៅគែមនៃជំរៅ គឺបង្ហាញពីធម្មជាតិនៃរលករបស់វា។ ពន្លឺដែលត្រូវបានបង្កើត ឬស្រូបដោយឧបករណ៍សភាពរឹង ដូចជាឡាស៊ែរឌីយ៉ូត ឬឧបករណ៍ចាប់បន្ទុក (CCD) កំពុងបង្ហាញពីធម្មជាតិនៃភាគល្អិតនៃពន្លឺ។

ពាក្យ "photonics" ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ជាមួយនឹងការបង្កើតឡាស៊ែរ និងក្រោយមកទៀតគឺឡាស៊ែរឌីយ៉ូត។ វាមានគោលបំណងដើមដំបូងដើម្បីពណ៌នាអំពីវិស័យមួយដែលគោលដៅគឺប្រើប្រាស់ពន្លឺដើម្បីអនុវត្តមុខងារដែលសម្រេចបានតាមបែបប្រពៃណីដោយប្រើអេឡិចត្រូនិច ដូច្នេះឈ្មោះ។ ពាក្យនេះបានចូលមកក្នុងការប្រើប្រាស់កាន់តែពេញនិយមជាមួយនឹងការមកដល់នៃទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិកនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 80 ។

សព្វថ្ងៃនេះ photonics សំដៅទៅលើការបង្កើត ឧបាយកល និងការរកឃើញពន្លឺនៅក្នុងសេវាកម្មនៃការអនុវត្តជាក់ស្តែង ដែលធម្មជាតិភាគល្អិតនៃពន្លឺមានសារៈសំខាន់។

តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងអុបទិក និង ហ្វូតូនិច?

អុបទិកគឺជាផ្នែកទូទៅនៃរូបវិទ្យាដែលគ្របដណ្តប់លើប្រធានបទជាច្រើនទាក់ទងនឹងការសិក្សាអំពីពន្លឺ។ អុបទិករួមបញ្ចូលវាលរងដូចជាអុបទិកធរណីមាត្រ អុបទិករូបវ័ន្ត និងអុបទិកកង់ទិច។ Photonics គឺជាបណ្តុំនៃវិន័យអុបទិក។

អុបទិកធរណីមាត្រ ជួនកាលគេហៅថាអុបទិកបុរាណ មានការព្រួយបារម្ភជាចំបងចំពោះការរៀបចំពន្លឺដោយប្រើឧបករណ៍ដូចជាកញ្ចក់ កញ្ចក់ និងព្រីស។ នៅក្នុងអុបទិកធរណីមាត្រ ពន្លឺត្រូវបានយកគំរូតាម ដោយប្រើការប៉ាន់ស្មានកាំរស្មី។ នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មានកាំរស្មី ផ្នែកខាងមុខរលកពន្លឺត្រូវបានប៉ាន់ស្មានថាជាបណ្តុំនៃកាំរស្មី ដែលនីមួយៗកាត់កែងទៅនឹងរលកខាងមុខនៃពន្លឺ និងតំណាងឱ្យលំហូរថាមពលតាមរយៈប្រព័ន្ធ។ កម្មវិធីធម្មតានៃអុបទិកធរណីមាត្រនឹងជាការរចនានៃកែវថតសម្រាប់កាមេរ៉ា។

អុបទិករូបវិទ្យា គឺជាការសិក្សាអំពីពន្លឺ ដែលធម្មជាតិនៃរលកមានភាពលេចធ្លោ។ នៅក្នុងអុបទិករូបវន្ត ការប៉ាន់ស្មានកាំរស្មីគឺមិនត្រឹមត្រូវទេ ចាប់តាំងពីផលប៉ះពាល់នៃការជ្រៀតជ្រែក និងការសាយភាយត្រូវតែគិតគូរ។ អុបទិករូបវិទ្យាមានទំនោរមិនរួមបញ្ចូលផលប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីធម្មជាតិនៃភាគល្អិតនៃពន្លឺ។ ការអនុវត្តធម្មតានៃអុបទិករូបវន្តគឺការផលិតរូបភាពហូឡូជីព។

Quantum optics គឺជាការសិក្សាអំពីបាតុភូតពន្លឺ ដែលភាគល្អិត ឬ quantum ធម្មជាតិនៃពន្លឺមានសារៈសំខាន់។ Quantum optics និង photonics មានទំនាក់ទំនងគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ ប៉ុន្តែ quantum optics មានទំនោរទៅរកទ្រឹស្តីកាន់តែច្រើន ហើយ photonics មានការព្រួយបារម្ភខ្លាំងជាមួយនឹងការរចនានៃការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ តំបន់ធម្មតានៃការសិក្សាសម្រាប់អុបទិកកង់ទិចនឹងជាការសិក្សាទ្រឹស្តីនៃរូបវិទ្យានៃការបង្កើតពន្លឺនៅចំនុចប្រសព្វ p-n នៅខាងក្នុង LED ។

ហេតុអ្វីបានជា photonics មានសារៈសំខាន់សម្រាប់យើងសព្វថ្ងៃនេះ?

យើងនៅដើមដំបូងនៃបដិវត្តន៍រូបវិទ្យា។ ឧបករណ៍ Photonic បានក្លាយទៅគ្រប់ទីកន្លែងនៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ ប៉ុន្តែជារឿយៗមិនមាននរណាកត់សម្គាល់ឡើយ។ ប្រភពពន្លឺដូចជា LEDs និង diodes ឡាស៊ែរបានរកឃើញវិធីរបស់ពួកគេចូលទៅក្នុងកម្មវិធីរាប់មិនអស់ដែលពន្លឺត្រូវតែត្រូវបានបង្កើត។ ឧបករណ៍ទាំងនេះមានតម្លៃថោកសមរម្យ ទម្ងន់ស្រាលបំផុត និងបង្រួម ហើយមានភាពរឹងមាំជាមួយនឹងអាយុកាលប្រើប្រាស់បានយូរ។ លើសពីនេះទៀត ប្រភពនៃរដ្ឋរឹងទាំងនេះបង្កើតកំដៅតិចជាង និងត្រូវការថាមពលតិចជាងបើធៀបនឹងប្រភពពន្លឺប្រពៃណីច្រើនជាង។ LEDs កំពុងត្រូវបានដាក់ពង្រាយយ៉ាងទូលំទូលាយជាបច្ចេកវិជ្ជាប្រភពជំនួស ដោយសារតែថាមពលដ៏សំខាន់ និងការសន្សំសំចៃថ្លៃដើមរបស់វា។

Photonics តំណាងឱ្យឱកាសដែលកំពុងកើនឡើងសម្រាប់ការរចនា និងផលិតឧបករណ៍ ប្រព័ន្ធ និងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាសម្រាប់កម្មវិធីក្នុងទំនាក់ទំនងទិន្នន័យល្បឿនលឿន ការយល់ឃើញកម្រិតខ្ពស់ និងរូបភាព។ បច្ចេកវិជ្ជា Photonic សន្យាថានឹងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវល្បឿននៃទំហំធំ ជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់ថាមពលកាត់បន្ថយសម្រាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យ និងសមត្ថភាពចាប់សញ្ញា ultrasensitive នៅក្នុងដែនជាច្រើន។

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានមូលដ្ឋានលើ photonic ដូចជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព CMOS (CIS) បានផ្លាស់ប្តូររបៀបដែលយើងថតរូប ហើយបានជំនួសខ្សែភាពយន្តទាំងអស់ជាប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសម្រាប់ការចាប់យករូបភាព។ CIS ចែករំលែកអត្ថប្រយោជន៍ដូចគ្នាមួយចំនួនដូចជាប្រភពនៃរដ្ឋរឹង ដែលពួកវាតូច រឹងមាំ និងទម្ងន់ស្រាល។ អត្ថប្រយោជន៍ដ៏ធំបំផុតមួយលើខ្សែភាពយន្តបែបប្រពៃណីគឺភាពប្រែប្រួលពន្លឺ និងទំហំតូចរបស់វា។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យអុបទិកតូចជាងច្រើនដើម្បីបង្កើតរូបភាពដែលអាចប្រើបាននៅលើឧបករណ៍ចាប់។ វាបានបើកដំណើរការកាមេរ៉ាដែលមានទំហំតូច និងគុណភាពខ្ពស់ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងពីទូរស័ព្ទដៃរហូតដល់រថយន្ត។

តាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប្រភព និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាមួយនឹងមធ្យោបាយផ្សេងទៀតនៃការរៀបចំពន្លឺ វិស្វករ photonics បានផ្លាស់ប្តូរពិភពលោកឌីជីថលរបស់យើងជាមួយនឹងទំនាក់ទំនងតាមខ្សែកាបអុបទិក ម៉ាស៊ីនស្កែន ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ វឌ្ឍនភាពកសិកម្ម និងកម្មវិធីទាំងមូលទាំងមូល។

តើកម្មវិធី photonic ពិភពពិតមានអ្វីខ្លះ?

ឧបករណ៍ Photonics មានឥទ្ធិពលលើកម្មវិធីយ៉ាងទូលំទូលាយ។ ទូរគមនាគមន៍គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើឧបករណ៍ photonics សម្រាប់បណ្តាញ fiber optic ដែលបង្កើនសមត្ថភាព និងល្បឿននៃការទំនាក់ទំនងអ៊ីនធឺណិតយ៉ាងខ្លាំងរហូតដល់ផ្ទះ។ ពន្លឺត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹងការមកដល់នៃ LEDs ដែលមានថាមពល និងតម្លៃសមរម្យ ដែលកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល ខណៈពេលដែលផ្តល់នូវដំណោះស្រាយពន្លឺដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងអាចបត់បែនបាន។ ឡាស៊ែរ Solid-State ឥឡូវនេះត្រូវបានរកឃើញជាទូទៅនៅក្នុងកម្មវិធីពីផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តរហូតដល់ឧស្សាហកម្ម។ ទម្ងន់ស្រាល ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពន្លឺបង្រួមត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងឧបករណ៍ចម្រុះដូចជា កាមេរ៉ាទូរសព្ទ ម៉ាស៊ីនស្កេនបាកូដ ម៉ាស៊ីនបោះពុម្ព ម៉ាស៊ីនចាក់ឌីវីឌី និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារថយន្ត។ ជាចុងក្រោយ វិស័យដែលកំពុងរីកចម្រើននៃកុំព្យូទ័រ photonic កំពុងធ្វើការឆ្ពោះទៅរកគោលដៅនៃការបន្ថែម ឬជំនួសបន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ពដែលមានមូលដ្ឋានលើអេឡិចត្រូនិកបែបប្រពៃណី និងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងសៀគ្វីអុបតូអេឡិចត្រូនិច។

តើវិស្វករ photonics ធ្វើអ្វី?

វិស្វករ Photonics រចនាឧបករណ៍ photonics សៀគ្វី និងប្រព័ន្ធដែលប្រើសម្រាប់កម្មវិធីជាច្រើន។ ភាពស្មុគស្មាញនៃបញ្ហារចនារូបវិទ្យា តម្រូវឱ្យវិស្វករ photonics យល់ច្បាស់អំពី quantum និង Physical optics ហើយជារឿយៗ អុបទិកធរណីមាត្រ។ ការងារមានទាំងការច្នៃប្រឌិត និងទាមទារ។ វិស្វករ Photonics ត្រូវតែរក្សានូវការស្រាវជ្រាវ និងបច្ចេកទេសចុងក្រោយបង្អស់ ព្រមទាំងរក្សាបាននូវភាពស្គាល់ច្បាស់អំពីដែនកំណត់នៃការផលិត។

ការរចនាប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃឧបករណ៍ photonics តម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់ឧបករណ៍កម្មវិធីឯកទេសដែលប្រើក្នុងការធ្វើគំរូនៃឥរិយាបទនៃពន្លឺ។ វិស្វករ photonics ប្រើឧបករណ៍ទាំងនេះដើម្បីបង្កើតគំរូនិម្មិតនៃប្រព័ន្ធក្រោមការរចនា ហើយបន្ទាប់មកប្រើឧបករណ៍ក្លែងធ្វើដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងកម្មវិធីដើម្បីវិភាគឥរិយាបទនៃពន្លឺនៅពេលដែលវាមានអន្តរកម្មជាមួយឧបករណ៍។ បន្ទាប់មក វិស្វករធ្វើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការរចនា ដើម្បីសម្រេចបាននូវការអនុវត្តដែលចង់បាននៅក្នុងកញ្ចប់ដែលអាចសាងសង់បាន។

Writed By: Seila Oudom