Sikolohiya ng damdamin 

Photonic device para sa optical signal processing. Application ng photonics sa neurosurgery. Ano sila

Ang optika ay isa sa pinakaluma at pinakarespetadong agham na nag-aaral sa paglikha, pamamahagi at pagpaparehistro ng liwanag.

Ang modernong yugto ng pag-unlad ng optika

Sa mundong pang-agham, pinaniniwalaan na ang tatlong pangunahing pagtuklas ng mga nakaraang taon ay higit na nag-update ng optika bilang isang agham at nag-ambag sa pagpapalakas ng papel nito sa pag-unlad ng mga modernong teknolohiya:

  1. ang pag-imbento ng laser;
  2. paglikha ng isang optical fiber na may mababang pagkalugi;
  3. pagtatayo ng mga semiconductor laser.

Ang mga imbensyon na ito ay nagsilang ng mga bagong disiplinang pang-agham, tulad ng:

  • electro-optics;
  • optoelectronics;
  • quantum electronics;
  • quantum optics at iba pa.

Ang terminong "electro-optics" ay ginagamit upang italaga ang isang sangay ng agham na isinasaalang-alang ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo, mga phenomena at mga tampok ng disenyo ng mga optical device kung saan ang mga electrical effect ay gumaganap ng pinakamahalagang papel. Kasama sa mga optical device na ito, halimbawa:

  • mga laser;
  • electro-optical modulators;
  • switch.

Isinasaalang-alang ng optoelectronics ang mga device at system na konektado sa isang paraan o iba pa gamit ang liwanag, kung saan ang elektronikong kalikasan ay mahalaga. Ang mga halimbawa ng mga naturang device ay:

  • mga LED;
  • likidong kristal na nagpapakita;
  • matrix photodetector.

Ang seksyon ng quantum electronics ay nakatuon sa mga aparato at istruktura, ang batayan nito ay ang pakikipag-ugnayan ng isang liwanag na alon sa bagay. Kasama sa mga quantum electronics device ang mga laser at nonlinear optical device na ginagamit upang palakasin at ilipat ang mga wave.

Ang quantum optics ay pangunahing nakatuon sa quantum at magkakaugnay na mga katangian ng liwanag.

Ang terminong "optical technology" ay ginagamit na ngayon upang ilarawan ang mga device at system na ginagamit sa optical communications at optical information processing.

Photonics bilang tagasunod ng optika

Ang terminong photonics ay sumasalamin sa koneksyon sa pagitan ng optika at electronics. Ang kaugnayang ito ay pinalalakas ng lumalagong papel ng mga semiconductor na materyales at device sa mga optical system.

Kaugnay nito, sinisiyasat ng electronics ang mga proseso ng pagkontrol sa daloy ng mga singil sa kuryente sa vacuum at matter, habang ang photonics ay responsable para sa pagkontrol ng mga photon sa libreng espasyo o isang materyal na medium. Ang mga larangan ng paksa ng parehong mga seksyong pang-agham ay nagsasapawan, dahil ang mga electron ay kayang kontrolin ang daloy ng mga photon, at ang mga photon ay maaaring kontrolin ang daloy ng mga electron.

Ang pangalang "photonics" ay nagpapahiwatig ng kahalagahan ng pag-unawa sa likas na particle ng liwanag sa paglalarawan ng mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng maraming mga aparato sa optika.

Pinag-aaralan ng Photonics ang mga sumusunod na proseso at phenomena:

  • Ang mga proseso ng pagbuo ng magkakaugnay na ilaw gamit ang mga laser at hindi magkakaugnay na ilaw gamit ang mga luminescent na mapagkukunan, tulad ng mga LED.
  • Paghahatid ng liwanag sa libreng espasyo, sa pamamagitan ng "klasikal" na mga elemento ng optika (lenses, diaphragms at imaging system) at waveguides (halimbawa, optical fibers).
  • Ang modulasyon, paglipat at pag-scan ng liwanag ay ginagamit sa mga device na kinokontrol ng kuryente, acoustically o optically.
  • Amplification at frequency conversion ng isang light wave sa panahon ng interaksyon ng wave sa mga nonlinear na materyales.
  • Light detection.

Ang mga resulta ng photonics research ay nakakahanap ng mga aplikasyon sa optical communications, signal processing, sensing, information display, printing, at power transmission.

    Apat na teorya ng liwanag, bawat isa sa mga teoryang ito ay mas pangkalahatan kaysa sa nauna:

    • optika ng sinag;
    • wave optika;
    • electromagnetic optika;
    • photon optika.

  1. Ang teorya ng pakikipag-ugnayan sa bagay.

    Teorya ng semiconductors at ang kanilang mga optical na katangian.

Ang beam optics sa photonics ay ginagamit upang ilarawan ang mga imaging system, na nagpapaliwanag kung bakit ito ay limitado kapag isinasaalang-alang ang mga proseso sa waveguides at resonator.

Ang teorya ng Scalar wave ay ginagamit ng photonics sa pagsasaalang-alang ng mga optical beam, ito ay kinakailangan para sa pag-unawa sa mga proseso sa lasers at Fourier optika at ito ay kapaki-pakinabang sa paglalarawan ng magkakaugnay na optical system at holography.

Ang electromagnetic theory ng liwanag ay ang batayan para sa pagsasaalang-alang sa polarization at dispersion ng liwanag, guided wave optics, fibers at resonator.

Inilalarawan ng photon optics ang interaksyon ng liwanag at bagay. Ipinapaliwanag nito ang mga proseso ng pagbuo at pagpaparehistro ng liwanag, ang pag-aalis ng liwanag sa non-linear na media.

Puna 1

Ang Photonics ay tumatalakay sa disenyo at paggamit ng mga optical, electro-optical at optoelectric na aparato.

Photonics bilang isang agham

Puna 2

Ang Photonics ay isang agham na nag-e-explore sa mga pangunahing kaalaman at aplikasyon ng mga optical signal bilang mga stream ng photon sa iba't ibang device at system.

Ang Photonics ay maaaring tukuyin bilang ang agham ng paglikha, pagkontrol at pag-detect ng mga photon sa nakikita at infrared na bahagi ng spectrum, nagpapalaganap ng mga ito sa ultraviolet na bahagi, ang infrared na bahagi na may mahabang wavelength. Ang mga quantum cascade laser ay kasalukuyang ginagawa sa mga lugar na ito.

Ang kasaysayan ng photonics bilang isang agham ay binibilang mula noong 1960 (pagkatapos ay naimbento ang laser). Ang Photonics ay nabuo batay sa maraming agham (bilang karagdagan sa optika), halimbawa:

  • solid state physics;
  • agham ng mga materyales;
  • informatika;
  • semiconductor physics, atbp.

Puna 3

Ang terminong "photonics" mismo ay unang lumitaw sa akda ni A.N. Terenin "Photonics ng mga molekula ng pangulay". Noong 1970, nagsimulang tukuyin ang photonics bilang isang agham na isinasaalang-alang ang mga proseso at phenomena kung saan ang mga photon ay nagsisilbing tagapagdala ng impormasyon.

Ang mga pang-agham na interes ng photonics ay malawak. Kung noong nakaraan ay isinasaalang-alang niya ang mga isyung nauugnay pangunahin sa telekomunikasyon, ngayon ang kanyang mga lugar ng interes ay kinabibilangan ng:

  • mga laser;
  • mga teknolohiya sa larangan ng semiconductor;
  • pananaliksik sa biology at kimika;
  • Mga isyu sa kapaligiran;
  • nanoobjects;
  • impormasyon, atbp.

Ang pagiging nakikibahagi sa paglikha, kontrol at regulasyon ng mga optical signal, ang mga resulta ng photonics research ay malawakang ginagamit: mula sa paghahatid ng impormasyon gamit ang optical fiber hanggang sa disenyo ng mga sensor device na nagmo-modulate ng mga light signal na nangyayari kapag nagbabago ang mga parameter ng kapaligiran.

Mga benta ng mga produktong sibilyan na photonics na ginawa sa Russia, bilyong rubles Sa taong

Dami ng benta ng mga produktong sibil na photonics na ginawa sa Russian Federation (para sa domestic market/para sa pag-export) (bilyong rubles bawat taon)

Kautusan ng Pamahalaan ng Russian Federation na may petsang Hulyo 24, 2013 No. 1305-r ang Action Plan ("road map") "Development of optoelectronic technologies (photonics)" ay naaprubahan

Order ng Ministry of Industry and Trade ng Russia na may petsang Oktubre 27, 2016 No. 3385 ginawa ang mga pagbabago sa komposisyon ng working group sa photonics upang i-coordinate ang mga aktibidad para sa pagpapaunlad ng industriya sa loob ng balangkas ng mga programa ng estado, mga makabagong programa sa pagpapaunlad ng mga korporasyon ng estado. mga kumpanyang may partisipasyon ng estado at mga programa ng teknolohikal na platform na "Photonics", na inaprubahan ng utos ng Ministry of Industry and Trade ng Russia na may petsang Nobyembre 29, 2013 No. 1911

Ang Republika ng Mordovia Noong Pebrero 18, 2008, ang joint-stock na kumpanya na "Optic fiber Systems" (mula rito ay tinutukoy bilang JSC OVS) ay nakarehistro. Ang mga namumuhunan ng kumpanya ay ang OJSC RUSNANO, LLC GPB - High Technologies, Republic of Mordovia.

Ang pangunahing layunin ng JSC OVS ay ang pagpapatupad ng isang proyekto upang lumikha ng unang planta sa Russia para sa produksyon ng optical fiber. Ang pagtatayo at paglulunsad ng planta ay isinasagawa ng JSC OVS sa pakikipagtulungan sa Rosendahl Nextrom (Finland). Ang Rosendahl Nextrom ay nagbibigay ng kagamitan para sa proyekto at naglilipat ng teknolohiya sa produksyon, kabilang ang mga patent at kaalaman, pati na rin ang pagsasanay at pagsasanay ng mga tauhan.
Ang proyekto ay nagbibigay para sa pang-industriyang produksyon ng telekomunikasyon at teknikal na optical fibers, ang pagpapakilala ng pinakabagong mga nagawa sa paglikha ng mga nanostructure sa optical fibers at ang paggamit ng mga nanotechnologies upang mapabuti ang mga katangian ng fiber. Ang optical fiber ay isang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa ng fiber optic na mga cable ng komunikasyon na ginagamit sa pagtatayo ng mga nakapirming optical na network ng komunikasyon.
Ang planta ng JSC OBC ay nasa kasalukuyang pagsasaayos nito ang kapasidad ng produksyon na 2.4 milyong km ng optical fiber bawat taon, na magbibigay ng 40-50% ng pangangailangan ng mga pabrika ng cable ng Russia sa optical fiber at 100% ay nakakatugon sa pangangailangan ng mga pabrika ng domestic cable sa optical. hibla para sa mga layunin ng produksyon ng mga produktong cable na ibinebenta sa pamamagitan ng pampublikong sistema ng pagkuha. Posibleng palakihin ang produksyon ng hanggang 4.5 milyong km kada taon (70-100% ng kasalukuyang dami ng merkado) sa parehong lugar ng produksyon sa pamamagitan ng modernisasyon ng mga kagamitan sa proseso.
Ang organisasyon ng serial production ng optical fibers ay hindi lamang magbibigay ng 14 na pabrika ng Russia para sa produksyon ng mga optical cable na may domestic raw na materyales, ngunit ayusin din ang pag-export ng mga fibers sa mga bansang CIS at malayo sa ibang bansa.
Noong Setyembre 25, 2015, naganap ang pagbubukas ng halaman. Ang seremonya ng paglulunsad ay dinaluhan ng Deputy Prime Minister ng Russian Federation Arkady Dvorkovich, Pinuno ng Republika ng Mordovia Vladimir Volkov at Tagapangulo ng Lupon ng RUSNANO Anatoly Chubais.
Hanggang Oktubre 2016, ang planta ay nagsagawa ng fiber optic na pagsubok at sertipikasyon, kasama ang PJSC Rostelecom, na nakumpirma ang kalidad ng domestic fiber. Noong Oktubre 15, 2016, nagsimula ang industriyal na produksyon ng mga produkto ng JSC OVS.

Rehiyon ng Kaluga. Sa Obninsk, sa loob ng balangkas ng proyektong pang-internasyonal (Russia-Germany), nilikha ang isang rehiyonal na laser innovation at sentro ng teknolohiya - isang sentro para sa kolektibong paggamit (Kaluga LITC-CCU). Ang misyon ng Center ay upang itaguyod ang pagsulong ng mga teknolohiya ng laser at kagamitan sa industriya ng rehiyon. Upang gawin ito, ang Center ay nagsasagawa ng mga aktibidad sa pagkonsulta, mga pagpapakita ng modernong kagamitan sa laser, at nagsasagawa ng pagsasanay at pagsasanay ng mga tauhan. Ang Kaluga LITC-CCU ay bahagi ng innovation structure ng rehiyon at tinatangkilik ang suporta ng rehiyonal na pamahalaan sa anyo ng mga subsidyo, pati na rin ang mga imbitasyon na lumahok sa mga kampanya sa marketing sa anyo ng mga misyon sa negosyo.

Rehiyon ng Perm. Ang proyektong "Paglikha ng masinsinang paggawa ng agham ng mga photonic integrated circuit para sa instrumento ng nabigasyon" (JSC "Perm Research and Production Instrument-Making Company") na may suporta ng Gobyerno ng Teritoryo ng Perm ay nakatanggap ng grant mula sa Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russia sa dami ng 160 milyong rubles

Rehiyon ng Perm. Ang proyektong "Paglikha ng paggawa ng optical cable na binuo sa ground wire" (LLC "Inkab") na may suporta ng Gobyerno ng Teritoryo ng Perm ay kasama ng Ministry of Industry at Trade ng Russia sa listahan ng priority complex investment mga proyekto na tumatanggap ng mga subsidyo upang mabayaran ang interes na binayaran sa mga pautang na kinuha mula sa mga institusyong pang-kredito sa Russia, ang tinantyang halaga ng subsidy tungkol sa 100 milyong rubles

Rehiyon ng Perm. Ayon sa mga resulta ng rehiyonal na kompetisyon sa ilalim ng programa ng Umnik Innovation Promotion Fund, ang mga batang siyentipiko ng Photonics cluster, na inorganisa ng regional representative office ng Fund sa suporta ng PC Government, ay nakatanggap ng dalawang grant noong 2014 na may kabuuang halaga 800 libong rubles:

  • “Pagbuo ng onboard na fiber-optic na pagsukat at sistema ng komunikasyon.
  • "Pagbuo ng pinagsamang optical gyroscope batay sa epekto ng "whispering gallery mode";

Rehiyon ng Samara. Ang pagbuo ng pinakamahalagang pundamental at inilapat na pananaliksik at pag-unlad sa rehiyon ay isinasagawa sa mga priyoridad na lugar para sa pagpapaunlad ng mga teknolohiyang laser:

  • pangunahing pananaliksik sa larangan ng mga teknolohiyang laser: SF IRE RAS, Scientific and Educational Institute of Optics and Biophotonics SSU. N.G. Chernyshevsky, NPP Inzhekt LLC;
  • inilapat na pananaliksik sa larangan ng mga teknolohiyang laser: Scientific and Educational Institute of Optics and Biophotonics, SSU N.G. Chernyshevsky, Federal State Unitary Enterprise NPP Almaz, Research and Production Company Pribor-T SGTU, CJSC Kantegir, JSC TsNIIIA, Scientific and Production Company Piezon, Research Institute of Sign Synthesizing Electronics Volga, LLC NPP Inzhekt, LLC Nanostructural technology of glass", LLC "Erbiy" at iba pa;
  • pagbuo ng materyal at teknikal na base at imprastraktura ng mga teknolohiya ng laser: NPP Inzhekt LLC, NPF Pribor-T SSTU, CJSC Kantegir;
  • pagsasanay sa larangan ng mga teknolohiyang laser: Scientific and Educational Institute of Optics and Biophotonics, SSU N.G. Chernyshevsky, NPF "Pribor-T" SSTU at iba pa.

I. Kahulugan ng radio photonics

Sa nakalipas na mga dekada, sa larangan ng ultra-wideband transmission system, naobserbahan namin ang proseso ng pagpapalit ng mga "electronic" system ng mga "photonic". Ito ay dahil sa iba't ibang pisikal na katangian ng photon. Ang kawalan ng singil at masa ay nagbibigay dito ng mga katangian na imposible para sa isang elektron. Bilang resulta, ang mga photonic system (kumpara sa "electronic") ay hindi napapailalim sa mga panlabas na electromagnetic field, may mas malawak na saklaw ng transmission at signal bandwidth.

Ang mga ito at maraming iba pang mga pakinabang na natanto sa batayan ng photonics sa larangan ng telekomunikasyon ay nagbibigay ng karapatang magsalita tungkol sa paglitaw ng isang bagong direksyon - radio photonics, na lumitaw mula sa pagsasama ng radio electronics, integrated at wave optics, microwave optoelectronics at isang bilang ng iba pang sangay ng agham at industriyal na produksyon.

Sa madaling salita, sa ilalim radio photonics (microwave photonics) mauunawaan natin, na pinag-iisa ang malawak na hanay ng mga larangan ng agham at teknolohiya, pangunahin na nauugnay sa mga problema sa pagpapadala, pagtanggap at pag-convert ng signal gamit ang mga electromagnetic wave sa hanay ng microwave at mga photonic na device at system.

II. Madali ang Radiophotonics!

  2. .
  3. I-download ang archive na may presentasyon at transcript ng ulat.

III. Mga batayan ng radio photonics

  1. Ang isang bagong trend sa photonics ay microwave optoelectronics. M.E. Belkin, A.S. Sigov. // Radio engineering at electronics, volume 54, No. 8, pp. 901-914. 2009 // .
  2. Mga pangunahing kaalaman ng microwave photonics. Vincent Ju Urick Jr., Jason D. McKinney, Keith J. Williams. // Moscow. Technosphere. 2016 // .

IV. Photonic at radio photonic component, device at system

mga laser

  1. Mga prinsipyo ng laser. ika-4 na ed. O. Zvelto. // SPb. Doe. 2008 // .

Mga generator ng optoelectronic

  1. Optoelectronic generator - ang unang device ng microwave optoelectronics. M.E. Belkin, A.V. Loparev. // Electronics: Science, Technology, Business No. 6. 2010 // .
  2. Natunog na spin-wave optoelectronic microwave generator. A.B. Ustinov, A.A. Nikitin, B.A. Kalinikos. // All-Russian Conference "Electronics at Microelectronics Microwave". 2015 // .

Electro-optical modulators

  1. Mga electro-optical na materyales batay sa manipis na mga pelikula ng mga molekular na kristal - mga pakinabang at prospect para sa paggamit. I.Yu. Denisyuk, Yu.E. Burunkova, T.V. Smirnova. // Optical journal, v. 74, p. 63-69. 2007 // .
  2. Mababang-boltahe na electro-optical modulator batay sa DAST molecular thin-film crystals. I.Yu. Denisyuk, Yu.E. Burunkov. // CriMiCo. 2007 // .
  3. Integral electro-optical Mach-Zehnder modulators at iba pang passive component base ng radio photonics. A.A. Belousov, Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya, A.A. Dubrovskaya, T.V. Smirnova. // Russian siyentipiko at praktikal na kumperensya "Pag-unlad at paggawa ng domestic electronic component base" ("Component-2014"). 2014 // I-download ang archive na may presentasyon at transcript ng ulat.
  4. Electro-optical modulator ayon sa scheme ng Mach-Zehnder interferometer. V.M. Afanasiev. // Inilapat na photonics. T3. No. 4. 2016 // .

Mga radiophotonic ADC at analog processor

  1. Survey at Pagsusuri ng Analog-to-Digital Converter. Robert H. Walden. // IEEE JOURNAL SA MGA PILING LUGAR SA KOMUNIKASYON, VOL. 17, hindi. 4, Abril. 1999 // .
  2. Mga prospect para sa pagpapatupad ng ADC gamit ang mga pamamaraan ng microwave photonics. Yu.N. Volkhin.// Scientific seminar "Mga modernong problema ng radiophysics at radio engineering" 29.01.2011. 2015 // I-download ang archive kasama ang presentasyon at ang transcript ng ulat.
  3. Pangkalahatang-ideya ng mga posibleng paraan upang ipatupad ang mga radiophotonic ADC. E.V. Tikhonov, Yu.N. Volkhin.// V All-Russian siyentipiko at teknikal na kumperensya "Pagpapalitan ng karanasan sa larangan ng paglikha ng ultra-wideband radio-electronic system" (SHF-2014). 2014 // .
  4. Suriin at pag-aralan ang mga posibleng opsyon para sa pagpapatupad ng mga ultra-wideband na analog processor sa hanay ng microwave gamit ang mga pamamaraan at paraan ng radio photonics. A.V. Gamilovskaya, A.A. Belousov, E.V. Tikhonov, A.A. Dubrovskaya, Yu.N. Volkhin.// Mga kagamitang elektroniko. Serye 2: Semiconductor. No. 5 (239). pp. 4-11. 2015 // .

Radar. AFAR

  1. Patungo sa pagpapatupad ng mga teknolohiya ng radio photonics sa AFAR radar system. M.B. Mityashev. // Bulletin ng SibGUTI. 2. 2015 // .
  2. Ang konsepto ng pagbuo ng istasyon ng radar batay sa mga elemento ng radio photonics. A.V. Shumov, S.I. Nefedov, A.R. Bikmetov. // Agham at edukasyon. MSTU im. N.E. Bauman. Elektron. magazine 05, pp. 41–65. 2016 // .
  3. Sa mga prospect para sa paggamit ng mga pamamaraan at paraan ng microwave photonics sa ultra-wideband radar at ultra-wideband na komunikasyon sa radyo. Yu.N. Volkhin, A.M. Mandrik, Yu.I. Nosov. // Scientific seminar "Mga modernong problema ng radiophysics at radio engineering". Nobyembre 27, 2010 // I-download ang archive na may presentasyon at transcript ng ulat.

Mga radio photonic path at analog FOCL microwave

  1. Analog FOCL microwave na may positibong transmission coefficient. Yu.N. Volkhin, T.A. Gomzikova. // IV All-Russian na siyentipiko at teknikal na kumperensya "Pagpapalitan ng karanasan sa larangan ng paglikha ng ultra-wideband radio-electronic system" (SHF-2012). 2012 // I-download ang archive kasama ang presentasyon at ang transcript ng ulat.
  2. Sa posibilidad ng pagpapatupad ng ultra-wideband analog radio-photonic na mga landas ng hanay ng microwave na may mga positibong koepisyent ng paghahatid. Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya. // XVIII coordinating siyentipiko at teknikal na seminar sa teknolohiya ng microwave: mga materyales. Rehiyon ng Nizhny Novgorod, p. Khakhaly. 2013 // .
  3. Analog FOCL microwave na may positibong transmission coefficient. Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya. // XXXX Scientific seminar "Mga modernong problema ng radiophysics at radio engineering" 27.04.2013 // I-download ang archive kasama ang presentasyon at ang transcript ng ulat.
  4. Ultra-wideband multifunctional radio-photonic receiving path para sa analog signal processing ng decimeter, centimeter at millimeter wavelength range. A.A. Belousov, Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya, A.A. Dubrovskaya, E.V. Tikhono. // All-Russian Conference "Electronics and Microelectronics Microwave" 2015 // .
  5. Radio photon receiving channel ng microwave range na may optical heterodyning. S.F. Boev, V.V. Valuev, V.V. Kulagin, V.A. Cherepenin. // Journal of Radioelectronics No. 2, 2015 // .

Mga rehas na hibla

  1. Fiber gratings ng refractive index at ang kanilang aplikasyon. S.A. Vasiliev, O.I. Medvedkov, A.S. Bozhkov. // Quantum Electronics, 35, no. 12. 2005 // .

mga linya ng pagkaantala

  1. Mga linya ng pagkaantala ng fiber optic. V.A. Kuznetsov, V.N. Tsukanov, M.Ya. Yakovlev. // ??????????. ???? G. // .

Mga optical waveguide

  1. Planar at fiber optical waveguides. HG Unger. // Moscow. KAPAYAPAAN. 1980 // .
  2. Espesyal na fiber light guides. Pagtuturo. D.B. Shumkov. // Permian. PNRPU. 2011 // .
  3. Teorya ng optical waveguides. A. Snyder, J. Love. // Moscow. Radyo at komunikasyon. 1987 // .
  4. Panimula sa teorya ng optical waveguides. M. Adams. // Moscow. KAPAYAPAAN. 1984 // .
  5. Waveguide photonics. Pagtuturo. N.V. Nikonorov, S.M. Shandarov. // St. Petersburg. ITMO. 2008 // .
  6. Mga linya ng paghahatid ng waveguide. I.E. Efimov, G.A. Shermina. // Moscow. Koneksyon. 1979 // .
  7. Mga optical soliton. Mula sa mga light guide hanggang sa mga photonic crystal. Yu.S. Kivshar, G.P. Agrawal. // Moscow. FizMatLit. 2005 // .

V. Pagmomodelo at pagkalkula ng mga parameter ng photon at radio-photon system.

Pagmomodelo. Numerical na pamamaraan. CAD.

  1. Computational photonics. E.D. Ka. // ??????????, ???? G. // .
  2. Numerical simulation ng isang electro-optical modulator batay sa isang Fabry-Perot microresonator para sa isang microwave optical receiver. A.K. Aharonyan, O.V. Bagdasaryan, T.M. Knyazyan. // Izv. NAS RA at SEUA. Ser. TN., vol. LXIV, No. 3. 2011 // .

VI. Pagsukat ng mga parameter ng photonic at radio photonic system

Mga sukat. Metrology

  1. Mga paraan ng pagsukat sa fiber optics. Pagtuturo. A.I. Tsaplin, M.E. Likhachev. // Permian. PNRPU. 2011 // .
  2. Reflectometry ng optical fibers. A.V. Listvin, V.N. Listvin. // Moscow. LESARart. 2005 // .

VII. Mga batayan ng photonics, optoelectronics, fiber at integrated optics, fiber technology, digital fiber-optic na komunikasyon at mga linya ng paghahatid (FOCL, FOCL)

Photonics at nanophotonics

  1. Nanophotonics at mga aplikasyon nito. D.F. Zaitsev. // Moscow. Actaeon. 2011 // .
  2. Mga elemento ng photonics. Volume I. Sa Free Space at Special Media. Keigo Iizuka. // John Wiley & Sons Inc. 2002 // .
  3. Mga Batayan ng Photonics. Bahaa E.A. Saleh, Malvin carl Teichh. // John Wiley & Sons Inc. 1991 // .

Optoelectronics

  1. Optoelectronics. E.D. Karikh. // Minsk. BGU. 2002 // .
  2. Optoelectronics sa mga tanong at sagot. S. Gonda, D. Seco. // Leningrad. Energoatomizdat. 1989 // .

Fiber at pinagsamang optika

  1. Fiber optics: makalipas ang apatnapung taon. KUMAIN. Dianov. // Quantum Electronics, 40, No. 1. 2010 // .
  2. Panimula sa fiber optic system. pangalawang editon. John Powers. // McGraw - Burol. 1996 // .
  3. Nonlinear fiber optics. G. Agrawal. // Moscow. KAPAYAPAAN. 1996 // .
  4. Gabay sa Teknikal na Fiber Optics. 2nd edition. Donald J. Sterling. 1998 // Moscow. Lori. 1998 // .
  5. Mga materyales at teknolohiya ng integrated at fiber optics. Pagtuturo. A.I. Ignatiev, S.S. Kiselev, N.V. Nikanorov, A.I. Sidorov, A.S. Rohman. //
  6. Mga materyales at teknolohiya ng pinagsamang optika. Pagtuturo. N.V. Nikanorov, A.I. Sidorov. // St. Petersburg. ITMO. 2009 // .
  7. Optics at Laser, kabilang ang fiber optics at optical waveguides. Matt Young. // Moscow. KAPAYAPAAN. 2005 // .

Fiber technology at digital fiber-optic na komunikasyon at mga linya ng paghahatid (FOCL, FOCL)

  1. Fiber-optic na teknolohiya: kasalukuyang estado at mga prospect. 2nd edition. Ed. S.A. Dmitrieva, N.N. Slepova. // Moscow. Fiber-optic na teknolohiya. 2005 // .
  2. Fiber-optic na teknolohiya. Praktikal na gabay. V.N. Tsukanov, M.Ya. Yakovlev. // Moscow. Infra engineering. 2014 // .

VIII. Mga pangunahing kaalaman ng electronics at semiconductor circuitry

  1. Gabay sa bulsa sa electronics. M. Tooly. // Moscow. Energoatomizdat. 1993 // .
  2. Ang sining ng circuitry. ika-4 na ed. P. Horowitz, W. Hill. // Moscow. KAPAYAPAAN. 1993 // .
  3. Semiconductor circuitry. ika-12 ed. W. Tietze, K. Schenk. // Moscow. DMK. 2008 // .

Ang internasyonal na pang-industriyang eksibisyon na "Innoprom-2015" ay ginanap sa Yekaterinburg. Sa taong ito, ang mga sesyon at pagpupulong ng plenaryo, mga internasyonal na kumperensya at mga panel ng eksperto ay sumasaklaw sa malawak na hanay ng mga paksa at isyu. Dose-dosenang mga partikular na kasunduan at pangunahing kontrata ang nagresulta mula sa komunikasyong ito.

Ang hinaharap ay nabibilang sa photonics. Ang isa sa mga pinaka-produktibo ay ang talakayan sa round table na "Photonics - ang puwersang nagtutulak sa likod ng makabagong pag-unlad ng industriya", na tinalakay ang pag-unlad ng photonics sa Russia, ang mga prospect para sa aplikasyon nito sa agham at industriya. Ang mga kasosyo ng kaganapan ay mga pinuno ng industriya: Shvabe, Laser Center at Skolkovo. Ang terminong "photonics", na nabuo sa pamamagitan ng pagkakatulad sa salitang "electronics", ay lumitaw hindi pa katagal, 5-7 taon na ang nakalilipas. Sinasakop ng Russia ang isang priyoridad na lugar sa mundo sa photonics. Ang mga natitirang siyentipiko ng ating bansa ay nakatayo sa pinagmulan ng direksyon na ito: Ang mga akademiko na sina Nikolai Basov, Alexander Prokhorov, Nikolai Vavilov. Ang nangungunang posisyon sa merkado ng photonics ay inookupahan na ngayon ng paaralan ng Valentin Pavlovich Gapontsev. Ang IPG Photonics, na kanyang pinamumunuan, ay gumagawa ng 40 porsiyento ng mga fiber laser sa mundo.

"Sa Russia, mayroon kaming daan-daang mga negosyo at organisasyon na kasangkot sa photonics. Nagsasagawa sila ng siyentipikong pananaliksik at nag-publish ng mga siyentipikong artikulo, gumagawa ng mga produkto na maaaring i-order at bilhin, at nagsasanay ng mga dalubhasang tauhan," sabi ni Ivan Kovsh, Pangulo ng Laser Association of Russia. - Kabilang dito ang mga institusyong pang-akademiko at sangay, mga unibersidad, mga negosyo, mga tanggapan ng disenyo, ngunit sa pangkalahatan ang aming lugar ay maliliit na negosyo. Humigit-kumulang 350 maliliit na negosyo ang gumagawa ng 70 porsiyento ng lahat ng mga sibilyang photonic sa Russia, humigit-kumulang dalawang libong mga modelo ang mga optical elements, ilang uri ng radiation source at iba pang uri ng mga produkto.

Ang isa sa mga mahahalagang gawain para sa industriya ay hindi lamang ang paglikha, kundi pati na rin ang pag-promote ng teknolohiya sa pagsasanay, at isang napakalakas na tool para dito ay ang mga rehiyonal na sentro ng industriya ng kakayahan. Ngayon ay ginagamit na ang mga ito sa buong mundo, at mayroon din tayong ganitong karanasan sa ating bansa. Halimbawa, limang Russian-German center ang naitatag sa Russia sa nakalipas na sampung taon sa ilalim ng Russian-German na kasunduan sa pang-agham at teknikal na kooperasyon sa larangan ng mga laser at optical na teknolohiya. Ang mga Aleman ay nagbigay ng pinakabagong kagamitan, ang mga sentro ay nagpapatakbo sa limang lungsod, sila ay maliit, 5-8 tao bawat isa. Sa loob ng sampung taon, 1.5 libong mga negosyo ang dumaan sa kanila. At ang bawat ikatlo sa kanila ay naging isang gumagamit ngayon ng mga teknolohiya ng laser sa pagproseso ng materyal.

Ano ang mga pangunahing uso sa pandaigdigang pamilihan ngayon? Ang pangunahing isa ay ang mabilis na pagtaas sa bilang ng mga teknolohiya at pamamaraan ng photonics na may pulos pang-ekonomiyang aplikasyon. Ang pagtaas sa produksyon ng mga produktong photonics sa mga lugar na kung saan ito ay aktibong ginagamit, na nauugnay kapwa sa pag-unlad ng mga teknolohiya at sa pag-unlad ng mga bagong materyales at kagamitan. Ang mga pangunahing direksyon ng pag-unlad ngayon ay ang mga teknolohiya ng produksyon, dahil ang mga advanced na bansa ay nagsimula sa landas ng muling industriyalisasyon at aktibong hinihingi ang mga bagong teknolohiya. Kung paano naaapektuhan ng mga teknolohiyang laser photonic ang pagbabago ay maaaring hatulan ng halimbawang ito. Ngayon, sa microelectronics, ang pinakamahalagang problema ay ang pagbawas ng elemento - ang chip. Ang pinakamagandang sukat sa ngayon ay 20 nanometer. Imposibleng gawin ito nang walang photonics. Ang prosesong ito ay gumagamit ng lithography, alinman sa shortwave o ion. Kaya, ang $1 milyon na ginugol sa lithography ay nagpapahintulot sa iyo na makagawa ng $100 milyon na halaga ng mga chips. Ang mga chip na ito, na hindi maaaring gawin maliban sa mga laser, ay maaaring gamitin para sa $1.5 bilyon ng mga huling produkto: mga computer, digital camera, telepono, at iba pa. Narito ang mga prospect para sa paggamit ng photonics: namuhunan ng 1 milyong dolyar - nakatanggap ng 1.5 bilyon bilang resulta!

O, sabihin nating, tulad ng isang nasusunog na paksa bilang "photonics at gamot". Ngayon, ang populasyon ng mundo ay mabilis na tumatanda, at maraming mga bagong sakit ang umuusbong. Nauuna ang mga isyu sa kalusugan. Halimbawa, ang Estados Unidos ay gumagastos ng 1 trilyon 800 bilyong dolyar sa isang taon para sa kalusugan ng publiko, Germany - 225 bilyong euro. Napakalaking numero ito. Ayon sa mga eksperto sa Hapon, ang pagpapakilala ng mga teknolohiyang photonics sa diagnostics at paggamot lamang ay binabawasan ang mga gastos sa pangangalagang pangkalusugan ng 20 porsiyento. Iyan ay humigit-kumulang $400 bilyon sa isang taon.

Ang isa pang aspeto ay teknolohiya ng pag-iilaw, mas tiyak, pag-iilaw na may mga LED. 15 porsiyento ng produksyon ng kuryente sa mundo ngayon ay ginugugol sa pag-iilaw. Ang bilang na ito ay malamang na dumoble sa susunod na 20 taon dahil sa mabilis na urbanisasyon ng Asya, na nagmumula sa napakalaking halaga at polusyon, dahil ang basura na nalilikha ng pagbuo ng enerhiya ay napakalaki. Ang tanging paraan ay ang paggamit ng mga LED na may mataas na kahusayan. Bawasan nito ang pagkonsumo ng kuryente ng kalahati. Tulad ng alam mo, ang mga tagalikha ng LED ay iginawad sa Nobel Prize.

Kapansin-pansin, sa mga nakaraang taon ay nagkaroon ng matinding pagtaas sa papel ng Tsina sa pagpapaunlad ng photonics. Ginawa niyang isa ang direksyong ito sa mga priyoridad ng patakaran ng estado sa larangan ng agham at teknolohiya. Ang China ay gumagawa ng photonics sa rate na 25 porsiyento bawat taon, at 5,000 negosyo sa industriyang ito ang naitatag sa loob ng 15 taon. At ngayon ang mga Tsino ay gumagawa ng mas maraming photonics kaysa sa buong European Union. Ang Estados Unidos, China at ang European Union ay aktibong gumagamit ng impluwensya ng estado sa pagbuo ng photonics.

Basahin ang buong bersyon ng artikulo sa bagong isyu ng journal na "Rare Earths".

Ministri ng Komunikasyon ng Russian Federation

Institusyong pang-edukasyon ng estado ng mas mataas

bokasyonal na edukasyon

Volga State University of Telecommunications

cation at informatics»

Glushchenko A.G., Zhukov S.V.

_________________________________

Mga Batayan ng Photonics. Mga tala sa panayam. - Samara.: GOUVPO

PGUTI, 2009. - 100 p.

Kagawaran ng Physics

(Abstract ng disiplina).

A.G. Glushchenko, S.V. Zhukov

MGA TALA NG LECTURE

PARA SA AKADEMIKONG DISIPLINA

Tagasuri:

Petrov P.P. – Kandidato ng Teknikal na Agham, Associate Professor, Associate Professor ng Departamento “………..

MGA BATAYAN NG PHOTONICS

» GOUVPO PSUTI

Sa direksyon ng paghahanda: Photonics at optoinformatics ()

Samara - 2009

Pangalan

seksyon ng disiplina

pinagmumulan ng tuluy-tuloy

pinagmumulan ng init, gas

at linya ng spec-

discharge lamp, LED

odes, laser spark;

pangunahing uri ng mga laser

(solid na estado, gas,

ionic, semiconductor

ikaw, patuloy at i-

pinagmumulan ng coge-

pulsed, na may restructuring

X-ray radiation

dalas at tagal ng radiation

impulses), ge-

harmonic generators, WRC at

SMBS converter,

parang multo generators

supercontinuum;

photocathodes at photomultipliers, semi-

mga tatanggap ng radiation

mga receiver ng konduktor,

mga photosensitive na banig

tadyang, microbolometers;

electro-optical at acu-

stooptic na ilaw

mga aparatong pangkontrol

mga balbula, likido

paglalarawan

mala-kristal at semi-

magkakaugnay na mga stick

conductor transpa-

beam:

welts, mga device na nakabatay sa

may photorefractive media,

Faraday isolator;

electron beam at,

likidong kristal

display device

mga display, laser projector

impormasyon:

mga sistema, holo-

mga graphic na display, si-

mga sistema ng pagbuo ng dami

Pangalan

seksyon ng disiplina

isang maliit na imahe;

mga prinsipyo ng paglikha ng micro-

electromechanical

microelectromecha-

mga kagamitan at photolithography

fia, optical micro

nic na mga aparato

mga elementong electromekanikal

mga pulis, aplikasyon ng micro

electromechanical

mga aparato;

mga bahagi ng hibla

mga aparatong pangkontrol

optical lines, module -

tori, multiplexer at

Leniya light sa op-

demultiplexers, paghihiwalay

tic na buhok

tori, mga konektor,

mga gabay sa liwanag ng kabayo:

tumutuon sa mga driver

mga elemento;

planar dielectric

mga aparatong pangkontrol

waveguides, non-linear

mga transduser

Leniya light sa in-

pagbabasa, channel wave-

integral na optika:

dy, mga elemento ng input-output

radiation;

optical circuits, mga

mga aparatong pangkontrol

chesky transistor, micro-

kumikinang na ilaw

chip, optical na limitasyon

batay sa photonic

mga mambabasa, photon-

mga kristal:

mala-kristal na mga hibla

Panimula

Ang Photonics ay isang agham na nag-aaral ng iba't ibang anyo ng radiation na nilikha ng mga particle ng liwanag, iyon ay, mga photon.

Mga kahulugan ng termino

Kapansin-pansin, walang pangkalahatang tinatanggap na kahulugan ng terminong "Photonics".

Ang Photonics ay ang agham ng pagbuo, kontrol at pagtuklas ng mga photon, lalo na sa nakikita at malapit na infrared spectrum, pati na rin ang kanilang pagpapalaganap sa ultraviolet (wavelength 10-380 nm), long-wave infrared (wavelength 15-150 microns) at ultra-infrared na bahagi ng spectrum (halimbawa, 2-4 THz ay ​​tumutugma sa isang wavelength na 75-150 μm), kung saan ang mga quantum cascade laser ay aktibong umuunlad ngayon.

Ang Photonics ay maaari ding ilarawan bilang isang larangan ng pisika at teknolohiya na may kaugnayan sa paglabas, pagtuklas, pag-uugali, mga kahihinatnan ng pagkakaroon at pagkasira ng mga photon. Nangangahulugan ito na ang photonics ay tumatalakay sa kontrol at pagbabago ng mga optical signal at may malawak na larangan ng aplikasyon: mula sa pagpapadala ng impormasyon sa pamamagitan ng optical fibers hanggang sa paglikha ng mga bagong sensor na nagmo-modulate ng mga light signal alinsunod sa pinakamaliit na pagbabago sa kapaligiran.

Ang ilang mga mapagkukunan ay nagpapansin na ang terminong "optics" ay unti-unting pinapalitan ng isang bagong pangkalahatang pangalan - "photonics".

Saklaw ng Photonics ang isang malawak na hanay ng mga optical, electro-optical at optoelectronic na aparato at ang kanilang iba't ibang mga aplikasyon. Kabilang sa mga pangunahing lugar ng pananaliksik sa photonics ang fiber at integrated optics, kabilang ang nonlinear optics, physics at teknolohiya ng mga semiconductor compound, semiconductor laser, optoelectronic na device, high-speed na electronic device.

Interdisciplinary na direksyon

Dahil sa mataas na pandaigdigang aktibidad na pang-agham at teknikal at ang malaking pangangailangan para sa mga bagong resulta

Sa loob ng photonics, umuusbong ang mga bago at bagong interdisciplinary na lugar:

Pinag-aaralan ng Microwave photonics ang interaksyon sa pagitan ng optical signal at ng mataas na frequency (higit sa 1 GHz) electrical signal. Kasama sa lugar na ito ang mga pangunahing kaalaman ng optical microwave interaction, ang pagpapatakbo ng mga photonic device sa microwave, photonic control ng microwave device, high-frequency transmission lines, at ang paggamit ng photonics para magsagawa ng iba't ibang function sa microwave circuits.

Pinagsasama ng computer photonics ang modernong pisikal at quantum optics, matematika at teknolohiya ng computer at nasa yugto ng aktibong pag-unlad, kapag naging posible na ipatupad ang mga bagong ideya, pamamaraan at teknolohiya.

Ang Optoinformatics ay isang larangan ng agham at teknolohiya na nauugnay sa pagsasaliksik, paglikha at pagpapatakbo ng mga bagong materyales, teknolohiya at device para sa pagpapadala, pagtanggap, pagproseso, pag-iimbak at pagpapakita ng impormasyon batay sa mga optical na teknolohiya.

Ang kaugnayan ng photonics sa iba pang larangan ng agham

Klasikong optika. Ang Photonics ay malapit na nauugnay sa optika. Gayunpaman, nauna ang optika sa pagtuklas ng light quantization (nang ipinaliwanag ni Albert Einstein ang photoelectric effect noong 1905). Ang mga instrumento ng optika - isang repraktibo na lens, isang sumasalamin na salamin, at iba't ibang optical unit na kilala bago pa noong 1900. Kasabay nito, ang mga pangunahing prinsipyo ng klasikal na optika, tulad ng panuntunan ng Huygens, mga equation ni Maxwell, at ang pagkakahanay ng isang light wave, hindi umaasa sa quantum properties ng liwanag, at ginagamit sa parehong optika at photonics.

Modern Optics Ang terminong "Photonics" sa larangang ito ay halos magkasingkahulugan sa mga terminong "Quantum Optics", "Quantum Electronics", "Electro-Optics", at "Optoelectronics". Gayunpaman, ang bawat termino ay ginagamit ng iba't ibang siyentipikong lipunan na may iba't ibang karagdagang kahulugan: halimbawa, ang terminong "quantum optics" ay kadalasang tumutukoy sa pangunahing pananaliksik, habang ang terminong "Photonics" ay kadalasang tumutukoy sa inilapat na pananaliksik.

Ang terminong "Photonics" sa larangan ng modernong optika ay kadalasang nangangahulugang:

Mga partikular na katangian ng liwanag Posibilidad ng paglikha ng mga teknolohiya sa pagproseso ng photonic

senyales ng Analogy sa terminong "Electronics".

Kasaysayan ng photonics

Ang Photonics bilang isang larangan ng agham ay nagsimula noong 1960 sa pag-imbento ng laser, at gayundin sa pag-imbento ng laser diode noong 1970s, na sinundan ng pag-unlad ng fiber optic na mga sistema ng komunikasyon bilang isang paraan ng pagpapadala ng impormasyon gamit ang mga light method. Ang mga imbensyon na ito ay naging batayan para sa rebolusyon ng telekomunikasyon sa pagtatapos ng ika-20 siglo, at nakatulong sa pag-unlad ng Internet.

Sa kasaysayan, ang simula ng paggamit ng terminong "photonics" sa komunidad na pang-agham ay nauugnay sa publikasyon noong 1967 ng aklat na "Photonics of dye molecules" ng Academician A. N. Terenin. Tatlong taon bago nito, sa kanyang inisyatiba, ang Kagawaran ng Biomolecular at Photon Physics ay itinatag sa Faculty of Physics ng Leningrad State University, na mula noong 1970 ay tinawag na Department of Photonics.

Tinukoy ni A. N. Terenin ang photonics bilang "isang set ng magkakaugnay na proseso ng photophysical at photochemical." Sa pandaigdigang agham, ang isang mas bago at mas malawak na kahulugan ng photonics ay naging laganap, bilang isang sangay ng agham na nag-aaral ng mga sistema kung saan ang mga photon ay mga tagapagdala ng impormasyon. Sa ganitong kahulugan, ang terminong "photonics" ay unang nabanggit sa 9th International Congress on High Speed ​​​​Photography.

Ang terminong "Photonics" ay nagsimulang malawakang gamitin noong 1980s kaugnay ng malawakang paggamit ng fiber optic transmission ng electronic data ng mga provider ng telecommunications network (bagaman ang fiber optics ay ginamit sa makitid na paggamit kanina). Ang paggamit ng termino ay nakumpirma nang ang komunidad ng IEEE ay nagtatag ng isang ulat ng archival

mula sa pamagat na "Photonics Technology Letters" sa dulo 1980s

SA Sa panahong ito hanggang sa mga 2001, ang photonics bilang isang larangan ng agham ay higit na nakatuon sa telekomunikasyon. Mula noong 2001, ang termino

Sinasaklaw din ng "Photonics" ang isang malaking larangan ng agham at teknolohiya, kabilang ang:

produksyon ng laser, biolohikal at kemikal na pananaliksik, medikal na diagnostic at therapy, display at projection na teknolohiya, optical computing.

Optoinformatics

Ang Optoinformatics ay isang larangan ng photonics kung saan nilikha ang mga bagong teknolohiya para sa pagpapadala, pagtanggap, pagproseso, pag-iimbak at pagpapakita ng impormasyon batay sa mga photon. Sa esensya, ang modernong Internet ay hindi maiisip nang walang optoinformatics.

Ang mga magagandang halimbawa ng mga optoinformatics system ay kinabibilangan ng:

Optical telecommunication system na may mga rate ng paglilipat ng data hanggang 40 terabits bawat segundo sa isang channel;

ultra-large capacity optical holographic storage device hanggang 1.5 terabytes bawat disk sa mga karaniwang sukat;

multiprocessor computer na may optical interprocessor communication;

isang optical computer kung saan kinokontrol ng liwanag ang liwanag. Ang maximum na dalas ng orasan ng naturang computer ay maaaring 1012-1014 Hz, na 3-5 order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mga kasalukuyang electronic na katapat;

Ang mga photonic crystal ay mga bagong artipisyal na kristal na may higanteng dispersion at nagtala ng mababang optical loss (0.001 dB/km).

Lektura 1 Paksa 1. Ang kasaysayan ng photonics. problema-

kami ay mga elektronikong kompyuter.

Seksyon 1.1. Kasaysayan ng photonics.

Ang paggamit ng liwanag upang magpadala ng impormasyon ay may mahabang kasaysayan. Ang mga mandaragat ay gumamit ng mga signal lamp upang magpadala ng impormasyon gamit ang Morse code, at ang mga beacon ay nagbabala sa mga mandaragat ng mga panganib sa loob ng maraming siglo.

Gumawa si Claude Chapp ng optical telegraph sa France noong 1890s. Matatagpuan ang mga signalmen sa mga tore na matatagpuan mula Paris hanggang Lille sa kahabaan ng chain na 230 km. Ang mga mensahe ay inilipat mula sa isang dulo patungo sa isa pa sa loob ng 15 minuto. Sa Estados Unidos, isang optical telegraph ang nagkonekta sa Boston sa Martha Vineyard Island, na matatagpuan malapit sa lungsod na iyon. Ang lahat ng mga sistemang ito ay kalaunan ay pinalitan ng mga de-kuryenteng telegrapo.

Ang English physicist na si John Tyndall noong 1870 ay nagpakita ng posibilidad na kontrolin ang liwanag batay sa panloob na pagmuni-muni. Sa isang pagpupulong ng Royal Society, ipinakita na ang liwanag na dumadaloy sa isang stream ng purified water ay maaaring pumunta sa kahit saang sulok. Sa eksperimento, dumaloy ang tubig sa pahalang na ibaba ng isang chute at nahulog sa isang parabolic trajectory patungo sa isa pang chute. Ang liwanag ay pumasok sa agos ng tubig sa pamamagitan ng isang transparent na bintana sa ilalim ng unang labangan. Nang idirekta ni Tyndall ang ilaw nang tangential sa jet, napagmamasdan ng audience ang zigzag propagation ng liwanag sa loob ng curved part ng jet. Isang katulad na pamamahagi ng zigzag

Ang liwanag na conversion ay nangyayari din sa isang optical fiber.

Pagkalipas ng isang dekada, nag-patent si Alexander Graham Bell ng isang photophone (fig.), kung saan isang direksyon

Gamit ang isang sistema ng mga lente at salamin, ang ilaw ay nakadirekta sa isang patag na salamin na naka-mount sa isang sungay. Sa ilalim ng impluwensya ng tunog, ang salamin ay nag-oscillated, na humantong sa modulasyon ng sinasalamin na liwanag. Gumamit ang receiving device ng selenium-based detector, na nag-iiba-iba ang electrical resistance nito depende sa intensity ng liwanag ng insidente. Binago ng voice-modulated na sikat ng araw na bumagsak sa sample ng selenium ang lakas ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit ng receiving device at muling ginawa ang boses. Ginawang posible ng device na ito na magpadala ng voice signal sa layo na higit sa 200 m.

SA Sa simula ng ika-20 siglo, isinagawa ang teoretikal at eksperimentong pag-aaral ng mga dielectric waveguides, kabilang ang mga flexible glass rods.

Noong 1950s, ang mga hibla na idinisenyo para sa paghahatid ng imahe ay binuo ni Brian O'Brien, na nagtrabaho sa American Optical Company, at Narinder Kapani at mga kasamahan sa Imperial College of Science and Technology sa London. Ang mga hibla na ito ay nakahanap ng aplikasyon sa mga light guide na ginamit sa gamot para sa visual na pagmamasid ng mga panloob na organo ng tao Dr. Kapani ay ang unang bumuo ng mga glass fibers sa isang glass sheath at likha ng terminong "fiber optics" noong 1956. Noong 1973, itinatag ni Dr. Kapani ang Kaptron, isang kumpanyang nagdadalubhasa sa fiber optic splitters at switch.

SA Noong 1957, si Gordon Gold, isang nagtapos sa Columbia University, ay nagbalangkas ng mga prinsipyo ng laser bilang isang matinding pinagmumulan ng liwanag. Ang teoretikal na gawain ni Charles Townes kasama si Arthur Shavlov sa Bell Laboratories ay nakatulong sa pagpapasikat ng ideya ng laser sa pang-agham na komunidad at nagdulot ng mabilis na pagsulong ng eksperimentong pananaliksik na naglalayong lumikha ng isang gumaganang laser. Noong 1960, nilikha ni Theodor Mayman ang unang ruby ​​​​laser sa mundo sa Hughes Laboratories. Sa parehong taon, ipinakita ni Townes ang gawain helium-neon laser. Noong 1962, ang henerasyon ng laser ay nakuha sa isang semiconductor na kristal. Ang ganitong uri ng laser ay ginagamit sa fiber optics. Very belatedly, noong 1988 lamang, nakuha ng Gold ang apat

mga bagong patent batay sa mga resulta ng trabahong ginawa niya noong 50s

Ang US Navy ay nagpatupad ng fiber

taon at nakatuon sa prinsipyo ng operasyon ng laser.

optical line sakay ng Little Rock ship noong 1973. SA

Ang paggamit ng laser radiation bilang carrier ng impormasyon

1976 bilang bahagi ng programa ng Air Force ALOFT

hindi pinansin ng mga espesyalista sa komunikasyon

pinalitan ng fiber ang cable equipment ng A-7 aircraft

mga nication. Ang mga posibilidad ng laser radiation para sa paghahatid ng impormasyon

sa mata. Sa parehong oras, ang cable system ng 302 tanso cable

ang mga pormasyon ay 10,000 beses na mas mataas kaysa sa mga kakayahan ng dalas ng radyo

lei, na may kabuuang haba na 1260 m at may timbang na 40

ika radiation. Sa kabila nito, ang radiation ng laser ay hindi ganap

kg, ay pinalitan ng 12 fibers na may kabuuang haba na 76 m at bigat na 1.7

angkop para sa panlabas na paghahatid ng signal. Magtrabaho

kg. Ang militar din ang unang nagpakilala ng fiber

ang ganitong uri ng mga linya ay lubhang apektado ng fog, smog at ulan,

optical na linya. Noong 1977, inilunsad ang isang 2 km system na may

gayundin ang kalagayan ng kapaligiran. Ang laser beam ay marami

rate ng paglilipat ng impormasyon na 20 Mb / s (megabit bawat segundo -

mas madaling malampasan ang distansya sa pagitan ng Earth at ng Buwan kaysa sa pagitan

du) na nagkonekta sa ground satellite station sa gitna

du sa tapat ng mga hangganan ng Manhattan. Sa ganitong paraan,

pamamahala.

Sa una, ang laser ay isang komunikasyon

Noong 1977, itinatag ng AT&T at GTE ang komersyal

isang ilaw na pinagmumulan na walang angkop na daluyan ng paghahatid.

cal mga sistema ng telepono batay sa optical fiber.

Noong 1966, sina Charles Kao at Charles Hockham, na nagtrabaho sa

Ang mga sistemang ito ay nalampasan sa kanilang mga katangian na isinasaalang-alang

Ingles na laboratoryo ng mga pamantayan sa telekomunikasyon,

dati hindi natitinag na mga pamantayan sa pagganap, na

narito ang kanilang mabilis na pagkalat noong huling bahagi ng dekada 70 at unang bahagi ng dekada 80

gamitin bilang medium ng paghahatid kapag nakakamit ang transparency,

taon. Noong 1980, inihayag ng AT&T ang isang ambisyosong buhok-

pagbibigay ng attenuation (tinutukoy ang mga pagkalugi ng transmission

horse-optical system na nag-uugnay sa Boston at

signal) mas mababa sa 20 dB/km (decibel kada kilometro). Dumating sila sa

Richmond. Ang pagpapatupad ng proyekto ay personal na nagpakita ng

ang konklusyon na ang mataas na antas ng pagpapalambing na likas sa una

mga katangian ng paglago ng bagong teknolohiya sa serial high-speed

loknam (mga 1000 dB/km), na nauugnay sa mga nasa salamin

system, at hindi lamang sa mga pang-eksperimentong setup. Sa pamamagitan ng-

mga dumi. Ang isang paraan ay ipinahiwatig din para sa paglikha ng angkop para sa mga iyon

pagkatapos noon, naging malinaw na sa hinaharap ang taya ay dapat ilagay sa

komunikasyon ng hibla na nauugnay sa pagbaba sa antas

horse-optical na teknolohiya, na nagpakita ng posibilidad ng

mga dumi sa salamin.

mabatong praktikal na aplikasyon.

Noong 1970, si Robert Maurer at ang kanyang mga kasamahan mula sa

Habang umuunlad ang teknolohiya, mabilis itong lumalawak

Natanggap ng Corning Glass Works ang unang attenuation fiber

elk at pinalakas na produksyon. Nasa 1983 na, isang single

ito ay 20 dB/km. Noong 1972, sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo,

modal fiber optic cable, ngunit ang praktikal na paggamit nito

isang antas ng 4 dB/km, na tumutugma sa pamantayan ng Kao at

ang paggamit ay nauugnay sa maraming problema, atbp

Hockham. Sa kasalukuyan, ang pinakamahusay na mga hibla ay may antas

sa loob ng maraming taon, ganap na gumamit ng gayong mga kable

pagkawala ng 0.2 dB/km.

nagtagumpay lamang sa ilang espesyal na pag-unlad.

Walang gaanong makabuluhang tagumpay ang natamo sa larangan ng semi-

Sa pamamagitan ng 1985, ang mga pangunahing organisasyon para sa paghahatid ng data sa

pinagmumulan ng konduktor at mga detektor, mga konektor, teknolohikal na

malalayong distansya, AT&T at MO, hindi lamang nagpapatupad-

transmission theory, communication theory at iba pang nauugnay

kung single-mode optical system, ngunit inaprubahan din ang mga ito bilang

mga lugar ng curl optika. Ang lahat ng ito, kasama ang isang malaking interes

pamantayan para sa mga proyekto sa hinaharap.

upang gamitin ang mga halatang bentahe ng fiber op-

Bagaman ang industriya ng kompyuter, teknolohiya

tics sanhi sa gitna at huling bahagi ng 70s makabuluhang

hindi ganoon ang computer networking at production management

pag-unlad patungo sa paglikha ng mga fiber-optic system.

mabilis, tulad ng militar at mga kumpanya ng telekomunikasyon, kinuha

Gayunpaman, sa mga lugar na ito, isinagawa din ang eksperimentong gawain upang magsaliksik at magpakilala ng bagong teknolohiya. Ang pagdating ng panahon ng impormasyon at ang nagresultang pangangailangan para sa mas mahusay na mga sistema ng telekomunikasyon ay nag-udyok lamang sa karagdagang pag-unlad ng teknolohiyang fiber optic. Ngayon, ang teknolohiyang ito ay malawakang ginagamit sa labas ng larangan ng telekomunikasyon.

Halimbawa, ang IBM, isang pinuno sa pagmamanupaktura ng computer, ay inihayag noong 1990 ang pagpapalabas ng isang bagong high-speed na computer na gumagamit ng link controller para sa komunikasyon sa mga disk at tape na panlabas na drive batay sa fiber optics. Ito ang unang paggamit ng fiber optics sa komersyal na kagamitan. Ang pagpapakilala ng fiber controller, na tinatawag na ESCON, ay naging posible na maglipat ng impormasyon sa mas mataas na bilis at sa malalayong distansya. Ang dating copper controller ay may data rate na 4.5 Mbps na may maximum na haba ng linya na 400 talampakan. Gumagana ang bagong controller sa 10 Mbps sa layong ilang milya.

Noong 1990, ipinakita ni Lynn Mollinar ang kakayahang magpadala ng signal nang walang pagbabagong-buhay sa bilis na 2.5 Gb / s sa layo na halos 7500 km. Karaniwan, ang isang fiber optic na signal ay kailangang palakasin at muling hugis sa pana-panahon, humigit-kumulang bawat 25 km. Sa panahon ng paghahatid, ang fiber optic signal ay nawawalan ng kapangyarihan at nasira. Sa sistema ng Mollinar, ang laser ay nagpapatakbo sa rehimeng soliton at ginamit ang isang self-amplifying fiber na may mga additives ng erbium. Ang mga pulso ng Soliton (napakakitid na hanay) ay hindi nagkakalat at nagpapanatili ng kanilang orihinal na hugis habang nagpapalaganap sila sa hibla. Kasabay nito, nakamit ng kumpanyang Japanese na Nippon Telephone & Telegraph ang bilis na 20 Gb / s, gayunpaman, sa isang makabuluhang mas maikling distansya. Ang halaga ng teknolohiya ng soliton ay nakasalalay sa pangunahing posibilidad ng paglalagay ng fiber-optic na sistema ng telepono sa ilalim ng Karagatang Pasipiko o Atlantiko, na hindi nangangailangan ng pag-install ng mga intermediate amplifier. Gayunpaman, dahil

Mula noong 1992, ang teknolohiya ng soliton ay nananatili sa antas ng mga demonstrasyon sa laboratoryo at hindi pa nakakahanap ng komersyal na aplikasyon.

Edad ng Impormasyon Ang apat na prosesong kasangkot sa pagmamanipula ng impormasyon

pagbuo, batay sa paggamit ng electronics: 1.Sbrr

2. Imbakan

3. Pagproseso at pagsusuri

4. Paglipat

Upang maipatupad ang mga prosesong ito, ginagamit ang medyo modernong kagamitan: mga computer, elektronikong opisina, branched na network ng telepono, satellite, telebisyon, atbp. Sa pagtingin sa paligid, makakahanap ka ng maraming katibayan ng pagsisimula ng isang bagong panahon. Ang taunang paglago ng mga serbisyo sa industriya ng impormasyon ay halos 15%.

Ang mga sumusunod ay mga katotohanan tungkol sa kahalagahan

At mga prospect ng electronics sa modernong buhay.

SA USA noong 1988, mayroong 165 milyong set ng telepono, habang nasa Noong 1950 mayroon lamang 39 milyon. Bilang karagdagan, ang mga serbisyong ibinigay ng mga kumpanya ng telepono ay naging mas magkakaibang.

Mula 1950 hanggang 1981, ang mga wire ng sistema ng telepono ay tumaas mula 147 milyong milya hanggang 1.1 bilyon.

SA Noong 1990, ang kabuuang haba ng mga optical fiber sa mga sistema ng telepono ng US ay humigit-kumulang 5 milyong milya. Sa taong 2000 tataas ito sa 15 milyong milya. Kasabay nito, ang mga kakayahan ng bawat hibla ay tumutugma sa mga kakayahan ng ilang mga cable na tanso.

SA Noong 1989, humigit-kumulang 10 milyong personal na computer ang naibenta sa US. Noong 1976, walang mga personal na computer. Ngayon ito ay isang karaniwang elemento ng kagamitan ng anumang opisina at pang-industriya na produksyon.

SA Sa kasalukuyan sa Estados Unidos, libu-libong mga database ng computer ang magagamit sa pamamagitan ng isang personal na computer at isang kumbensyonal na network ng telepono.

Ang mga fax na mensahe (mga fax) ay nagsimulang mangibabaw sa mga sulat sa negosyo.

Unang fiber optic na sistema ng telepono

Telekomunikasyon at kompyuter

cable, na naka-install noong 1977, pinapayagan ang paghahatid ng impormasyon

Hanggang kamakailan lamang, nagkaroon ng malinaw na delineasyon

pagbuo sa bilis na 44.7 Mb / s at makipag-ayos

sa pagitan ng kung ano ang bahagi ng sistema ng telepono at

sabay-sabay sa 672 channels. Ngayon ang Sonet system ay

patungkol sa sistema ng kompyuter. Halimbawa, tele-

karaniwang sistema sa optical telephony, ay nagbibigay-daan

pinagbawalan ang mga background na kumpanya na lumahok sa merkado ng computer

ilipat ang impormasyon sa maximum na bilis na 10 Gb / s,

teknolohiya ng tinik. Ngayon ang pagbabawal ay pormal na nananatiling may bisa,

na humigit-kumulang 200 beses na mas malaki kaysa sa mga kakayahan ng unang

ngunit ang epekto nito ay makabuluhang humina. Mga kompyuter

sistema ng chesky. Inaasahan ang pagkamit at standardisasyon

maaari na ngayong magpadala ng data sa mga linya ng telepono, at mga

makabuluhang mas mataas na bilis, na hindi pa magagamit

batay sa mga modernong elektronikong bahagi.

computer) signal bago ipadala. Telepono at com-

Nagtatampok ang lahat ng mga halimbawa sa itaas

Ang mga kumpanya ng kompyuter ay lalong nakikipagkumpitensya sa merkado ng IT.

mapagkukunan ng impormasyon at paraan ng kanilang samahan. Sa ilalim ng impormasyon

teknolohiya ng mation.

tion dito ay maaaring maunawaan bilang ang nilalaman ng isang pag-uusap sa telepono

Ang mga dahilan para sa pagpapahinga ng pagbabawal na ito ay

magnanakaw na may kaibigan, at anumang proyekto. Paraan ng paghahatid ng impormasyon

malinaw. Ang pag-unlad ng elektronikong teknolohiya ay nagpapahiwatig ng malapit

ang paglipat mula sa isang lugar patungo sa isa pa ay mahalaga sa mga tuntunin ng pagkakaroon

interaksyon ng iba't ibang direksyon nito. Pagkakaiba sa pagitan ng

buong dami ng impormasyon saanman sa bansa. Sa kalidad-

Ang teknolohiya ng kompyuter at telepono ay lalong humina sa

Ang isang halimbawa ng paghahatid ng impormasyon ay maaaring ibigay bilang isang telebisyon

1982 pagkatapos ng pagbagsak ng AT&T, ang pinakamalaking korporasyon

pag-uusap sa background sa isang subscriber sa kabilang dulo

mga bahagi sa isang pandaigdigang saklaw. Ang network ng impormasyon ay nagiging

bansa, at ang pag-uusap sa pagitan ng mga kalapit na tanggapan, na pinaghihiwalay ng

iisang sistema. Ngayon ay lalong mahirap matukoy kung para saan

sa pamamagitan ng isang pares ng mga pinto. Ang mga kumpanya ng telepono ay lalong gumagamit

bahagi ng network ang may pananagutan para sa mga kumpanya ng telepono, kung aling bahagi ng network

gamitin ang parehong mga digital na teknolohiya tulad ng para sa paghahatid

nabibilang sa mga kumpanya ng kompyuter, at kung alin ang nasa

ari-arian ng may-ari ng bahay.

malinaw naman, ngunit mula sa punto ng view ng mga digital na teknolohiya para sa paglilipat ng impormasyon

Ang pagbuo ng cable network sa Estados Unidos, kasama ang pagsasama

paglilipat ng data ng computer sa mga serbisyong ibinigay

Ang mga kumpanya ng telepono ay ang pinakamahusay na patunay

digital impulses o numero, ang anyo nito ay eksaktong tumutugma

mga benepisyong nauugnay sa pagdating ng panahon ng impormasyon.

tumutugma sa data ng computer. Ang ganitong uri ng pagbabago

Noong nakaraan, ang mga kumpanya ng telepono ay nagbibigay ng dalawang-daan na komunikasyon

ang audio signal sa digital ay nagpapahintulot sa mga kumpanya ng telepono na

sa pagitan ng mga subscriber, na tinatawag na POTS (Plain Old Telephone Ser-

mga hukay na may mas kaunting pagbaluktot upang maihatid ang pag-uusap. Sa karamihan-

bisyo - simpleng lumang serbisyo ng telepono). Sa kasalukuyan,

Sa mga bagong sistema ng telepono, ito ay digital

maraming iba pang mga serbisyo ang lumitaw, tulad ng awtomatiko

teknolohiya. Noong 1984, humigit-kumulang 34% ng mga sentral na telepono

sky dialer, answering machine, atbp. (ang mga serbisyong ito ay tinatawag na PANS

gumamit ang mga istasyon ng digital transmission equipment. SA

Medyo Kamangha-manghang Mga Bagong Serbisyo - simpleng kamangha-manghang bago

Noong 1994, ang bilang na ito ay tumaas sa 82%. fiber optics

mga serbisyo). Ang mga kumpanya ng telepono ay naglalayong lumikha ng pagsasama

lubhang maginhawa para sa mga digital na telekomunikasyon. Sa pamamagitan ng-

mga rovannyh digital network (Integrated Services Digital Network,

mas mataas na mga kinakailangan para sa kahusayan, pagiging maaasahan, bilis at

ISDN), na nilayon para sa paghahatid sa pamamagitan ng network ng telepono ng go-

ang kahusayan ng paghahatid ng data ay sinisiguro ng katangian

boses, data at video. Ang ganitong uri ng network ay

kami fiber-optic systems.

gawing posible ang paglipat ng anumang uri ng impormasyon kung saan

kahit saan at anumang oras.

Alternatibong Fiber Optic

Ang WAN na tinalakay sa kabanatang ito ay nangangailangan ng isang mahusay na daluyan para sa paghahatid ng impormasyon. Ang mga tradisyunal na teknolohiya batay sa paggamit ng copper cable o microwave transmission ay may mga disadvantage at makabuluhang mas mababa sa pagganap kaysa sa fiber optics. Halimbawa, ang mga cable na tanso ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang limitadong rate ng paglilipat ng impormasyon at napapailalim sa impluwensya ng mga panlabas na larangan. Ang paghahatid ng microwave, bagaman maaari itong magbigay ng medyo mataas na rate ng paglilipat ng data, ay nangangailangan ng paggamit ng mga mamahaling kagamitan at limitado sa linya ng paningin. Ang fiber optics ay nagbibigay-daan sa impormasyon na maipadala sa mas mataas na bilis kaysa sa mga copper cable at may mas abot-kayang gastos at mas kaunting mga paghihigpit kaysa sa teknolohiya ng microwave. Ang mga posibilidad ng fiber optics ay nagsisimula pa lamang na maisasakatuparan. Kahit na ngayon, ang mga linya ng fiber optic ay higit na mataas sa kanilang mga katangian kumpara sa mga analog batay sa tansong cable, at dapat itong isaalang-alang na ang mga teknolohikal na kakayahan ng mga tansong cable ay may mas kaunting potensyal na pag-unlad kaysa sa fiber optic na teknolohiya na nagsisimula nang umunlad. Nangangako ang fiber optics na maging mahalagang bahagi ng rebolusyon ng impormasyon, gayundin bilang bahagi ng pandaigdigang cable network.

Ang fiber optic ay makakaapekto sa buhay ng lahat, minsan halos hindi mahahalata. Narito ang ilang halimbawa ng hindi kapansin-pansing pagpasok ng fiber optics sa ating buhay:

cable sa iyong bahay; pagkonekta ng mga elektronikong kagamitan sa iyong opisina sa

kagamitan sa ibang mga opisina; koneksyon ng mga electronic unit sa iyong sasakyan;

kontrol sa prosesong pang-industriya.

Ang fiber optics ay isang bagong teknolohiya na nagsisimula pa lamang sa pag-unlad nito, ngunit ang pangangailangan para sa paggamit nito bilang isang transmission medium para sa iba't ibang mga aplikasyon ay napatunayan na.

dachas, at ang mga katangian ng fiber optics ay magbibigay-daan sa hinaharap na makabuluhang palawakin ang saklaw ng aplikasyon nito.

1.2. Mga problema ng mga elektronikong kompyuter.

Ang unang mass-produce na unibersal na mga computer batay sa mga transistor ay inilabas noong 1958 nang sabay-sabay sa USA, Germany at Japan. Sa Unyong Sobyet, ang unang tubeless machine na "Setun", "Razdan" at "Razdan 2" ay nilikha noong 1959-1961. Noong dekada 60, ang mga taga-disenyo ng Sobyet ay nakabuo ng humigit-kumulang 30 mga modelo ng mga transistor computer, karamihan sa mga ito ay nagsimulang gawing mass-produce. Ang pinakamakapangyarihan sa kanila - "Minsk 32" ay nagsagawa ng 65 libong mga operasyon bawat segundo. Buong pamilya ng mga makina ay lumitaw: Ural, Minsk, BESM. Ang BESM 6 ay naging record holder sa mga computer ng ikalawang henerasyon, na may bilis na humigit-kumulang isang milyong operasyon bawat segundo - isa sa pinaka produktibo sa mundo.

Ang priyoridad sa pag-imbento ng mga integrated circuit, na naging element base ng mga third-generation na mga computer, ay pagmamay-ari ng mga Amerikanong siyentipiko na sina D. Kilby at R. Noyce, na gumawa ng pagtuklas na ito nang nakapag-iisa sa isa't isa. Ang mass production ng integrated circuits ay nagsimula noong 1962

taon, at noong 1964 ang paglipat mula sa discrete tungo sa mga integral na elemento ay nagsimulang isagawa nang mabilis. Ang ENIAC, na binanggit sa itaas, na may sukat na 9x15 metro noong 1971 ay maaaring tipunin sa isang plato na 1.5 square centimeters. Noong 1964, inihayag ng IBM ang paglikha ng anim na modelo ng pamilya ng IBM (System 360), na naging unang mga computer ng ikatlong henerasyon. Ang mga modelo ay may isang solong command system at naiiba sa bawat isa sa dami ng RAM at pagganap.

Ang simula ng 70s ay minarkahan ang paglipat sa ikaapat na henerasyong mga computer - sa napakalaking integrated circuit

(VLSI). Ang isa pang tanda ng isang bagong henerasyon ng mga computer ay ang mga biglaang pagbabago sa arkitektura.

Ang teknolohiya ng ika-apat na henerasyon ay nagbigay ng isang qualitatively bagong elemento ng computer - isang microprocessor o isang chip (mula sa salitang Ingles na chip). Noong 1971, nagkaroon sila ng ideya na limitahan ang mga kakayahan ng processor sa pamamagitan ng paglalagay dito ng isang maliit na hanay ng mga operasyon, ang mga microprogram na kung saan ay dapat na ipasok sa read-only memory nang maaga. Ipinakita ng mga pagtatantya na ang paggamit ng 16 kilobit na read only na memorya ay mag-aalis ng 100-200 conventional integrated circuits. Ito ay kung paano lumitaw ang ideya ng isang microprocessor, na maaaring ipatupad kahit na sa isang chip, at ang programa ay maaaring maisulat sa memorya nito magpakailanman.

Noong kalagitnaan ng 70s, ang sitwasyon sa merkado ng computer ay nagsimulang magbago nang malaki at hindi inaasahan. Dalawang konsepto ng pag-unlad ng mga computer ang malinaw na lumabas. Ang mga supercomputer ay naging embodiment ng unang konsepto, at ang mga personal na computer ay naging embodiment ng pangalawa. Sa ika-apat na henerasyon na malalaking computer batay sa ultra-large integrated circuit, ang mga makinang Amerikano na "Krey-1" at "Krey-2", pati na rin ang mga modelong Sobyet na "Elbrus-1" at "Elbrus-2", lalo na nakatayo palabas. Ang kanilang mga unang sample ay lumitaw tungkol sa

sa parehong oras - noong 1976. Ang lahat ng mga ito ay nabibilang sa kategorya ng mga supercomputer, dahil mayroon silang pinakamataas na maaabot na mga katangian para sa kanilang oras at napakataas na gastos. Sa unang bahagi ng 1980s, ang pagganap ng personal

ang mga computer ay umabot sa daan-daang libong mga operasyon bawat segundo, ang pagganap ng mga supercomputer ay umabot sa daan-daang milyong mga operasyon bawat segundo, at ang kalipunan ng mga computer sa mundo ay lumampas sa 100 milyon.

inilathala ang sikat na ngayon na artikulo ni Gordon Moore (Gordon Moore)

"Ooverflow ng bilang ng mga elemento sa integrated circuits"

(“Pag-cram ng higit pang mga bahagi sa mga integrated circuit”), kung saan ang direktor noon ng pananaliksik at pag-unlad sa Fairchild Semiconductors at hinaharap na co-founder ng Intel Corporation ay hinulaang ang pagbuo ng microelectronics para sa susunod na sampung taon, na hinuhulaan na ang bilang ng mga elemento sa ang mga chips ng mga electronic circuit ay higit na doble bawat taon. Nang maglaon, sa pagsasalita sa isang madla sa International Electron Devices Meeting noong 1975, sinabi ni Gaudron Moore na sa nakalipas na dekada, ang bilang ng mga elemento sa mga chips ay talagang dumoble bawat taon, ngunit sa hinaharap, kapag ang pagiging kumplikado ng mga chips ay tumaas, na nagdodoble sa ang bilang ng mga transistor sa microcircuits ay magaganap bawat dalawang taon. . Ang bagong hulang ito ay natupad din, at ang batas ni Moore ay nagpapatuloy sa ganitong anyo (nagdodoble sa loob ng dalawang taon) hanggang sa araw na ito, na malinaw na makikita mula sa sumusunod na talahanayan (Larawan 1.4.) at sa graph

Sa paghusga sa pamamagitan ng pinakabagong teknolohikal na paglukso na pinamamahalaang gawin ng Intel sa nakaraang taon, naghahanda ng mga dual-core na processor na may dalawang beses ang bilang ng mga transistor sa isang chip, at sa kaso ng paglipat mula sa Madison patungong Montecito - apat na beses ang numerong ito, pagkatapos ay ang batas ni Moore ay bumabalik, kahit sa madaling sabi, sa orihinal nitong anyo - pagdodoble ng bilang ng mga elemento sa chip sa isang taon. Posibleng isaalang-alang ang kinahinatnan ng batas para sa dalas ng orasan ng mga microprocessor, bagaman paulit-ulit na sinabi ni Gordon Moore na ang kanyang batas ay nalalapat lamang sa bilang ng mga transistor sa isang chip at sumasalamin sa