کتاب تاریخچه لیزر

توضیحات کتاب

تاریخچه تحقیق در مورد نور

تاریخچه تحقیق در مورد نور با مهندس شکوفه ساتری

لیزر، اپتیک و فوتونیک

موضوعات

GSELOP2022 انجمن پیشرو برای ارائه پیشرفت‌ها و نتایج تحقیقات جدید در زمینه‌های لیزر، اپتیک و فوتونیک فراهم می‌کند. بر این اساس، موضوعات مورد علاقه برای ارسال شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

اپتیک:

سنسورها و ابزار دقیق نوری و فیبر نوری

سیستم های میکرو-اپتو-الکترو-مکانیکی (MOEMS)

اپتیک فیزیکی

اپتیک تطبیقی

دستگاه های الکترونیکی نوری

اپتوالکترونیک ارگانیک

ارتباطات نوری، سوئیچینگ و شبکه ها

شبکه های الکترونیکی نوری با سرعت بالا

فناوری فیبر نوری: مواد، دستگاه ها و سیستم ها

پردازش اطلاعات نوری

هولوگرافی

مترولوژی نوری

سیستم های تصویربرداری نوری و ماشین بینایی

محاسبات نوری

اپتیک موج هدایت شونده

اپتیک در ماده متراکم و نرم

اپتیک کوانتومی

اپتیک غیرخطی

نانو و میکرو اپتیک

امواج ماده

اطلاعات کوانتومی

اپتیک زیستی و پزشکی

مواد نوری، روش ها و تکنیک های مشخصه سازی

روش‌های نوری برای کنترل فرآیند

میکروسکوپ و اپتیک تطبیقی

کاربردهای مهندسی طیف سنجی

میکروسکوپ نوری کامپوزیت ها

موجبرهای نوری چاپی

آزمایشگاه اپتیک

فهرست مطالب

1. مقدمه: سیستم های نوری متمرکز

2. تلسکوپ و دوربین دوچشمی

3. چشمی، چشم و رنگ

4. دوربین و لنز دوربین

5. دوربین CCD علمی

6. طیف سنجی

7. تداخل سنج ها و کاربرد آنها

8. جلوه های الکترواپتیکی و کاربرد آنها

9. میکروسکوپ و پروژکتور

10. سیدرواستات ها و کولوستات ها

11. تشخیص و اندازه گیری تابش

12. موارد کاربردی

مقدمه ای بر اپتیک آزمایشگاهی عملی

این کتاب برای دانشجویانی که دروس آزمایشگاهی اپتیک تجربی را می گذرانند، خوانندگان را با ابزارهای نوری و کاربردهای آنها آشنا می کند. این کتاب عملکرد اساسی عدسی‌ها، آینه‌ها، تلسکوپ‌ها را در آزمایشگاه و در شرایط صحرایی، نحوه استفاده از ابزارهای اپتیکی تا حداکثر پتانسیل خود و نحوه نگهداری آنها را در حالت کار توضیح می‌دهد. این گزارش قوانین اپتیک هندسی را ارائه می دهد که بر طراحی، چیدمان و کار ابزارهای نوری حاکم است. این کتاب برهمکنش‌های نور پلاریزه شده با ماده و ابزارها و دستگاه‌های حاصل از آن را توصیف می‌کند و در مورد انتخاب طیف‌سنج‌ها و آشکارسازها برای مناطق طیفی مختلف، با توجه ویژه به دوربین‌های CCD بحث می‌کند. تأکید در کل بر توصیف است، با دقت ریاضی محدود به ضمیمه ها، که ماتریس انتقال پرتو را توضیح می دهد و نظریه Seidel را در مورد انحرافات نوری ترسیم می کند. ضمیمه ها همچنین روش های فوریه در اپتیک و تبدیل فوریه طیف سنجی فروسرخ را معرفی می کنند.

اصول زیربنای ابزارهای نوری که معمولاً در تحقیقات و تجزیه و تحلیل علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند را توضیح می‌دهد، دانش‌آموزان را برای ابزارها و آزمایش‌هایی که در آزمایشگاه ملاقات می‌کنند آماده می‌کند.

در مورد استفاده و مراقبت صحیح از ابزار و دستگاه های نوری دستورالعمل ها و توصیه هایی ارائه می کند

روش ها و کاربردهای ارائه شده توسط دستگاه های نوری در تحقیقات علمی را نشان می دهد

تدریس فیزیک با شکوفه ساتری

نور در ابتدا به عنوان پدیده ای شناخته می شد که می تواند توسط چشمان انسان درک شود - برای مدت طولانی بدون هیچ گونه درکی از منشاء فیزیکی آن. در تاریخ اولیه علم، توصیف نور به عنوان جریانی از ذرات ریز رایج بود که به نظر می رسید با اپتیک هندسی سازگار است. با این حال، شواهد فزاینده‌ای برای ماهیت موجی نور جمع‌آوری شد که منجر به نظریه موج کریستیان هویگنس شد که در سال 1690 منتشر شد، به عنوان پایه‌ای اپتیک موج. آزمایش‌های سیستماتیک بیشتر، به‌ویژه مشاهده به اصطلاح نقطه آراگو توسط دومینیک-فرانسوا-ژان آراگو، در نهایت به پذیرش عمومی اپتیک موج به عنوان توصیف مناسب نور منجر شد. در دهه 1860، امواج نوری توسط جیمز کلرک ماکسول با امواج الکترومغناطیسی شناسایی شد که ماهیت موج را بیشتر تایید کرد. در کمال تعجب جامعه علمی، شواهد جدید قابل توجهی برای ماهیت ذرات در اوایل قرن بیستم توسط آلبرت اینشتین پیدا شد. نظریه کوانتومی سرانجام برای به دست آوردن یک توصیف جامع، که هم ماهیت موجی و هم ذره ای نور را در بر می گرفت، توسعه یافت. بنابراین اکنون نور به عنوان تابش الکترومغناطیسی شناخته می شود - در بیشتر موارد با تئوری کلاسیک توصیف می شود، اما در صورت لزوم به اپتیک کوانتومی (کاربرد نظریه کوانتومی در اپتیک) اشاره می شود.

اپتیک فیزیکی، اپتیک موجی

برخی از پدیده‌های فیزیکی کاملاً واضح نشان می‌دهند که نور دارای خواص امواج است، اگرچه طول موج‌های نسبتاً کوتاه نور همیشه این امر را آشکار نمی‌کند. با این حال، به ویژه فرآیندهای تداخل و پراش بدون امواج نوری به سختی توضیح داده می شوند. در حدود سال 1865، جیمز کلرک ماکسول موفق شد نشان دهد که نور را می‌توان با امواج الکترومغناطیسی عرضی با فرکانس‌های مرتبه صدها تراهرتز شناسایی کرد. این به سرعت بسیاری از پدیده ها را توضیح داد، به عنوان مثال. در زمینه پراش و پلاریزاسیون. برخی از اولین نتایج عملی توضیحاتی برای عملکرد نوری محدود بود، به عنوان مثال. میکروسکوپ ها و تلسکوپ ها و نکاتی در مورد بهینه سازی بیشتر عملکرد آنها.

اپتیک موجی

اپتیک موج، که با نور به عنوان امواج الکترومغناطیسی سروکار دارد، شاخه مهمی از اپتیک است. پدیده های نوری اصلی مورد بحث در اپتیک موج شامل پراش، تداخل و قطبش نور است. این فصل بر دانش اولیه اپتیک موج و کاربردهای آن تمرکز دارد. ابتدا تئوری الکترومغناطیسی اپتیک به طور خلاصه معرفی می شود. ثانیاً تئوری ها و نمونه هایی از پراش و تداخل نور ارائه و توضیح داده شده است. در ادامه، معرفی مختصری از اپتیک فوریه ارائه می شود. سپس، انحراف جبهه موج معرفی می شود. در نهایت، محدودیت های وضوح نظری یک سیستم تصویربرداری نوری ارائه شده است.

جزوه اپتیک

توضیحات کتاب

این کتاب اپتیک را به عنوان یک موضوع علمی یکپارچه، سازگار و چند منظوره ارائه می دهد که نشان دهنده پدیده های مختلفی است، نه یک انتخاب عددی از اثرات نوری جداگانه. این مسئله، به شیوه های ساده و آموزنده، مسائل متعددی اغلب توسط دانش آموزان اشتباه گرفته می شود. موضوعات تحت پوشش شامل تبدیل فوریه در یک دامنه فضایی، بازنمایی قطبش نور بر روی کره پنیک، تبدیل قطبش نور پس از عبور از ماده، مفهوم سرعت فاز و سرعت نور و انسجام جزئی از میدان نوری است.

فهرست مطالب

مرور تاریخی مشکلات اپتیک و برنامه های مدرن. حرکت موج تئوری موج الکترومغناطیسی. نوسانگر هارمونیک و نظریه پراکندگی. شاخص انکساری و مجوز. نور در دی الکتریک و رسانه های فلزی. اصل فوق العاده، سرعت گروه، سرعت فاز. حالت قطبش نور، ماتریکس مولر، بردارهای جونز، بردارها Stokes، Sphere Poincare. قطبش نور در عمل. اپتیک کریستال، پلاریزر، عقب ماندگی، صفحات موج، کریستال های مایع. انعکاس، انعکاس، ضرایب فرنل. بازتاب / انتقال، امواج evanescent. مبانی اپتیک های نزدیک به میدان و پلاسمونیک. دخالت. interferometers. گریتینگ های پراکنده انکسار. رزولوشن ریلی Fresnel، پراش Fraunhofer. موجبر، الیاف نوری، برنامه های کاربردی. عناصر فوریه اپتیک. فیلتر فضایی پردازش اطلاعات نوری. توابع انتقال تصویربرداری از اشیاء فاز. اپتیک های هندسی. لنز نازک، آینه، منشور. ردیابی اشعه، ماتریس ری. سیستم های نوری شکل موج موج اختلالات نوری تابش، رادیومتری و فوتومتری. تابش سیاه و سفید.

میکروسکوپ الکترونی

شکل 2: (الف) تصویری از یک تصویر پس از استفاده از لنز برای ضبط نور پراکنده شکل گرفته است. (ب) هنگامی که شکاف یا شیء کوچکتر می شود، تصویر شکل می گیرد تار شدن. (ج) نور لیزر آبی که در طول موج پایین تر از نور قرمز پایین تر از نور قرمز به علت پراش کمتر است.

هنگامی که شکاف کوچکتر می شود، پراکندگی افزایش می یابد. اشعه های نور بیشتر از طریق شکاف عبور می کنند. همانطور که در شکل 2b دیده می شود، اشعه های نور کمتر پراکنده توسط لنز دستگیر شده اند و تصویر تار می شود.

ارنست کارل اب، دانشمند نوری آلمان، قدرت حل و فصل میکروسکوپ نوری را در سال 1873 فرم کرد. معادله Abbe رابطه بین طول موج نور، اموال لنز، و اندازه جسم را می توان با میکروسکوپ نوری تصویربرداری کرد .

 بسته به طول موج نور، حداکثر اندازه نمونه که می توان تصویر برداری کرد، 200-250 نانومتر است.

در طیف قابل مشاهده نور، نور قرمز حداکثر پراش را به دلیل طول موج طولانی تر نشان می دهد. نور طولانی مدت طول موج بیشتر از نور طول موج کوتاه تر است. این نتایج در تصاویر تشکیل شده با نور قرمز که دبریر از تصاویر تشکیل شده با استفاده از نور UV یا آبی رنگ شده است، همانطور که در شکل 2b و 2C دیده می شود.

محدودیت تحمیل شده توسط پراش نور، میکروسکوپ های نوری را از توانایی تولید تصاویر با وضوح بالا از نمونه های بسیار کوچک محدود می کند.