top of page
بحث
steamomentos
٢٦ فبراير3 دقائق قراءة

الكهروبصريات

منذ حوالي 40 عام ارتفعت أهمية البصريات الكهربائية نظرًا لأن تطبيقاتها و استخداماتها قد طالت معظم مجالات العلم والأعمال التجارية والحياة اليومية. إذ بدأ انتشارها بالتزامن مع ظهور الليزر. البصريات الكهربائية هو مجال يهتم بدراسة كيفية تأثير المجال الكهربائي على الخصائص البصرية للمادة كانتقال وانبعاث وامتصاص الضوء أو الليزر.


يعتبر الليزر ذو أهمية كبيرة بالنسبة للبصريات الكهربائية حيث يشير إلى تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع اختصارًا "ليزر" Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation "LASER"، حيث أنالليزر هو جهاز مكثف ومركز ومتوازِ للغاية من الضوء المتماسك، يتم تصنيف أنواع الليزر وفقًا للمنطقة الطيفية المنبعثة فيها ونوع المادة المستخدمة.

بعض أنواع الليزر، هي: ليزر الأشعة السينية، ليزر الأشعة فوق البنفسجية، ليزر مرئي، ليزر الحالة الصلبة وليزر الإلكترون الحر الذي يعمل عن طريق اضطراب شعاع إلكتروني متسارع مغناطيسيًا


الإشعاع البصري غير المتماسك يتكون من موجات كهرومغناطيسية يتقلب سعتها وطورها بشكل عشوائي كالشمس مثلا. بينما الإشعاع البصري المتماسك يتكون من موجات كهرومغناطيسية لها نفس السعة و الطور و الطول الموجي مثل الليزر

البصريات الكهربائية تشمل الأجهزة والأنظمة التي تقوم على تعديل الخصائص البصرية لمادة ما بواسطة المجال الكهربائي. كما تتميز المواد الكهروبصرية بقدرتها على تغيير معامل الانكسار في وجود مجال كهربائي


حين تكون العلاقة غير خطية بين المجال الكهربائي للضوء و استجابة الوسط فهذا يسمى بالبصريات غير الخطية  ولهاتطبيقات عديدة مثل أجهزة الاستشعار والاتصالات السلكية واللاسلكية بينما عندما تكون العلاقة خطية بينهما فهذا يسمى بالبصريات الخطية مثل شاشات LED


عند اختيار مادة في البصريات الكهربائية يؤخذ في الاعتبار المواد التي لا تمتص الضوء على نطاق ترددي واسع الاستجابة للمجال الكهربائي الساقط، يمكن القول أن سمك أو عرض النطاق الترددي هو أهم خاصية بصرية خطية لأنه يحدد ما إذا كان يمكن استخدامها كنافذة أو ركيزة مرشح أو ألياف


تمتلك المادة الكهروبصرية المثالية الخواص التالية:

1- تغير كبير في معامل الانكسار لكل فولت.

2- الجودة البصرية العالية والنقل.

3- ثابت عزل كهربائي منخفض (سعة منخفضة).

4- عدم ارتفاع درجة حرارة العازل بسبب المجال الكهربائي عالي التردد.

5- لا يوجد اضطرابات في مخرجات المغيرات -المؤثرات- من الرنين الكهروضوئي ( no distortions in modulators output from piezoelectric resonances.) .


تشتمل الأنظمة الكهروبصرية على الليزر ، الأشعة تحت الحمراء، القياس الضوئي و الاشعة فوق البنفسجية وغيرها. تتميز بأن يتراوح طيفها البصري من من 0.01 إلى 1000 مايكرومتر ، و نطاق تردد للمستشعرات الكهروبصرية من 104 جيجا هيرتز الى 106 جيجا هيرتز


في مجال الدفاع والأمن الداخلي، تعتمد الأنظمة العسكرية الحديثة على الأجهزة البصرية الكهربائية التي تستخدم أنظمة بصرية دقيقة لرؤية منشآت العدو، و يعتمد الأمن الداخلي على المراقبة الدقيقة للشحنات والمواد الكيميائية والمعدات الشخصية باستخدام الأجهزة البصرية والضوئية


أنظمة الكهروبصريات والأشعة تحت الحمراء تعمل بكفاءة خلال الليل والنهار وحتى في ظروف الإضاءة المنخفضة. حيث يمكنها تحديد وتتبع الأهداف المتحركة وكذلك تقييم التهديدات من مسافة بعيدة، توجد مستشعرات الكهروبصريات في الطائرات والسفن ويمكن حملها يدويا.

من المتوقع خلال فترة 2023-2028 أن يشهد القطاع الدفاعي البحري في مستشعرات الكهروبصريات نمو كبير بسبب كثرة النزاعات الإقليمية وقضايا الحدود الدولية



 

المراجع:

[1].  Waynant, R. W., & Ediger, M. N. (2000). Electro-optics handbook. McGraw-Hill Education.‏

[2].  Coherent & Incoherent Light: Sources & Differences , https://study.com/learn/lesson/coherent-incoherent-light-sources.html .

[3].  Jenkins, F. A., & White, H. E. (1957). Fundamentals of optics. Indian Journal of Physics, 25, 265-266.‏

[6].  What is Nonlinear Optics , https://www.azooptics.com/Article.aspx?ArticleID=2406 .

[7].  Enscoe, R. F., & Kocka, R. J. (1984). Electro-optic modulation: Systems and applications. Lasers Appl, 6, 91-5.‏


١١ مشاهدة٠ تعليق

أحدث منشورات

عرض الكل

תגובות

bottom of page