Fotonika
Transkrypt
Fotonika
Kierunek Fotonika na Wydziale Fizyki PW Tomasz R. Woliński Zakład Optyki i Fotoniki Wydział Fizyki PW LCP-2008 Key Enabling Technologies in Europe (‘11) 1. Nano(micro)electronics 2. Nanotechnology 3. Advanced materials 4. Biotechnology 5. PHOTONICS LCP-2008 Najważniejsze odkrycia XX wieku Samolot (1903) Tranzystor i układ scalony (mikroelektronika) (1947) Komunikacja bezprzewodowa (Radio, TV, telefony komórkowe) Satelita Lasera i technologia fotoniczna (1960) Telekomunikacja światłowodowa (1970) Komputer TV, HDTV, DVD Internet (~1995) LCP-2008 Fotonika - Optoelektronika Dr Tyler Krupa (OSA): CFO LCP-2008 Fotonika Definicja fotoniki według Pierre Aigrain’sa (1967): “Fotonika jest nauką o wykorzystaniu światła” Fotonika obejmuje zjawiska: Generacji światła Kierowania światłem Detekcji światła poprzez prowadzenie sterowanie wzmacnianie a co najważniejsze… „Wykorzystanie światła z pożytkiem dla ludzkości” LCP-2008 Fotonika Technika i technologia: generowania i używania światła oraz innych form promieniowania elektromagnetycznego: Foton - jednostka kwantowa Nauka: emisja światła, transmisja, odbicie, wzmacnianie i detekcja poprzez elementy optyczne i aparaturę, lasery i inne źródła światła, elektrooptyczne instrumenty badawcze Lasery, światłowody Zastosowania: generowanie energii i jej pomiar, komunikacja, przetwarzanie informacji Czujniki fotoniczne, holografia LCP-2008 Fotonika – jak to się zaczęło? 1960 – wynalezienie laser i diody laserowej, Lata 70 – rozwój światłowodów do transmisji sygnałów za pomocą światła Lata 80 - ‘fotonika’ znajduje powszechne zastosowanie w życiu kiedy transmisja światłowodowa została zaadoptowana przez operatorów sieci telekomunikacyjnych, Dziś: lasery w przemyśle, czujniki biologiczne i chemiczne, diagnostyka medyczna i terapia, technika oświetleniowa i multimedialna, optyczne sieci komputerowe… www.photonics21.org LCP-2008 LCP-2008 Informatyka i komunikacja Fotonika w telekomunikacji: Sieci bardziej przejrzyste Sieci bardziej dynamiczne Sieci znacznie szybsze Sieci bardziej energooszczędne www.photonics21.org LCP-2008 Produkcja przemysłowa i jakość Lasery spełniają wiele zadań w przemyśle: Cięcie i łączenie Wiercenie Grawerowanie Od najmniejszych do największych, od produkcji masowej po pojedyncze egzemplarze: wiązka laserowa - jedno z najbardziej uniwersalnych narzędzi naszych czasów www.photonics21.org LCP-2008 Nauki biologiczne i zdrowie Fotonika w biologii i ochronie zdrowia: Mikroskopia – podgląd komórek i bakterii nowoczesne chirurgiczne narzędzia w neurochirurgii okulistyce i chirurgii Systemy obrazowania - tomografię komputerową i rezonans magnetyczny Endoskopia – łatwy dostęp do wnętrza ludzkiego ciała w najmniej inwazyjny sposób www.photonics21.org LCP-2008 Zielona fotonika fotowoltaika oszczędzanie energii ograniczenie emisji gazów cieplarnianych Zielona fotonika jest kluczową technologią globalnej równowagi dwutlenku węgla w atmosferze www.photonics21.org LCP-2008 Czujniki światłowodowe w materiałach kompozytowych Sieć włókien światłowodowych umieszczonych wewnątrz materiałów kompozytowych w procesie produkcji. LCP-2008 LCP-2008 endlessly single-mode (far-field) polarisation maintaining white-light hollow core extruded supercontinuum fibre (Schott SF6 glass) highly nonlinear small core hollow core – photonic bandgap Światłowody fotoniczne endlessly single-mode Ciekłe kryształy Ciekłe kryształy(1888) – Faza niebieska Termotropowe ciekłe kryształy Nagroda Nobla z Fizyki (1991) LCP-2008 Photonics at Faculty of Physics PHOTONIC CRYSTAL FIBERS • optical properties of photonic crystal fibers; • design and characterization of photonic liquid crystal fibers. 16 LCP-2008 Tunable PLCF devices LCP-2008 Photonics at Faculty of Physics OPTICAL FIBER SENSORS: for stress monitoring of composite materials; for monitoring of gas infrastructure in industry; for vibration monitoring. LCP-2008 18 Photonics at Faculty of Physics OPTICAL TOMOGRAPHY polarimetric tomography; breast cancer recognition; gel dosimetry with Optical Computed Tomography. LCP-2008 19 Photonics at Faculty of Physics EXTENDED DEPTH-OF-FIELD IMAGING • designing of diffractive and refractive imaging elements; • presbyopic human eye modeling and correction methods analysis; • development of machine vision techniques. 20 LCP-2008 Photonics at Faculty of Physics NONLINEAR OPTICS • nonlinear phenomena in nematic liquid crystals • spatial solitons for switching and routing light • nonlinear waveguides and photonic crystal fibers 21 LCP-2008 LCP-2008 Photonics has played many important roles in enabling the Broadband Global Internet and Worldwide Broadband Transformation and will continue to do so over the next 30 years Photonics will also have significant future impact in the 21st century in many areas beyond broadband information technologies LCP-2008 XXI Photonics Century Photonics 21 LCP-2008