Tâm lý của cảm xúc 

Các thiết bị quang tử để xử lý tín hiệu quang học. Ứng dụng của quang tử trong phẫu thuật thần kinh. Họ là ai

Quang học là một trong những ngành khoa học lâu đời nhất và được kính trọng nhất nghiên cứu sự tạo ra, phân phối và đăng ký ánh sáng.

Giai đoạn phát triển hiện đại của quang học

Trong giới khoa học, người ta tin rằng ba khám phá lớn trong những năm gần đây đã cập nhật phần lớn quang học như một ngành khoa học và góp phần tăng cường vai trò của nó trong sự phát triển của công nghệ hiện đại:

  1. sự phát minh ra laser;
  2. tạo ra một sợi quang có tổn hao thấp;
  3. cấu tạo của laze bán dẫn.

Những phát minh này đã khai sinh ra các ngành khoa học mới, chẳng hạn như:

  • quang điện;
  • quang điện tử;
  • điện tử lượng tử;
  • quang học lượng tử và những thứ khác.

Thuật ngữ "điện quang" được dùng để chỉ một ngành khoa học xem xét các nguyên lý hoạt động, hiện tượng và tính năng thiết kế của các thiết bị quang học, trong đó hiệu ứng điện đóng vai trò quan trọng nhất. Các thiết bị quang học này bao gồm, ví dụ:

  • tia laze;
  • bộ điều chế điện quang;
  • các công tắc.

Quang điện tử coi các thiết bị và hệ thống được kết nối bằng cách này hay cách khác với ánh sáng, trong đó bản chất điện tử là chủ yếu. Ví dụ về các thiết bị như vậy là:

  • Đèn LED;
  • màn hình tinh thể lỏng;
  • bộ tách sóng quang ma trận.

Phần điện tử lượng tử được dành cho các thiết bị và cấu trúc, cơ sở của nó là sự tương tác của sóng ánh sáng với vật chất. Các thiết bị điện tử lượng tử bao gồm laser và các thiết bị quang học phi tuyến được sử dụng để khuếch đại và dịch chuyển sóng.

Quang học lượng tử được dành chủ yếu cho các thuộc tính lượng tử và kết hợp của ánh sáng.

Thuật ngữ "công nghệ quang học" ngày nay được sử dụng để mô tả các thiết bị và hệ thống được sử dụng trong truyền thông quang học và xử lý thông tin quang học.

Quang tử học như một tín đồ của quang học

Thuật ngữ quang tử phản ánh mối liên hệ giữa quang học và điện tử. Mối quan hệ này được củng cố bởi vai trò ngày càng tăng của các vật liệu và thiết bị bán dẫn trong hệ thống quang học.

Về vấn đề này, điện tử nghiên cứu các quá trình điều khiển dòng điện tích trong chân không và vật chất, trong khi quang tử chịu trách nhiệm điều khiển các photon trong không gian tự do hoặc môi trường vật chất. Các lĩnh vực chủ đề của cả hai phần khoa học trùng nhau, vì các electron có thể điều khiển dòng photon và photon có thể điều khiển dòng electron.

Cái tên "quang tử" chỉ ra tầm quan trọng của việc hiểu bản chất hạt của ánh sáng trong việc mô tả nguyên tắc hoạt động của nhiều thiết bị trong quang học.

Quang tử nghiên cứu các quá trình và hiện tượng sau:

  • Các quy trình tạo ra ánh sáng mạch lạc bằng cách sử dụng tia laze và ánh sáng không mạch lạc bằng cách sử dụng các nguồn phát quang, chẳng hạn như đèn LED.
  • Sự truyền ánh sáng trong không gian tự do, thông qua các yếu tố "cổ điển" của quang học (thấu kính, màng ngăn và hệ thống hình ảnh) và ống dẫn sóng (ví dụ, sợi quang học).
  • Điều chế, chuyển mạch và quét ánh sáng được sử dụng với các thiết bị điều khiển bằng điện, âm hoặc quang học.
  • Khuếch đại và biến đổi tần số của sóng ánh sáng trong quá trình tương tác của sóng với vật liệu phi tuyến.
  • Phát hiện ánh sáng.

Các kết quả của nghiên cứu quang tử tìm thấy các ứng dụng trong truyền thông quang học, xử lý tín hiệu, cảm biến, hiển thị thông tin, in ấn và truyền tải điện năng.

    Bốn lý thuyết về ánh sáng, mỗi lý thuyết này tổng quát hơn lý thuyết trước:

    • quang học chùm tia;
    • quang học sóng;
    • quang điện từ;
    • quang học photon.

  1. Lý thuyết tương tác với vật chất.

    Lý thuyết về chất bán dẫn và tính chất quang học của chúng.

Quang học chùm trong quang tử được sử dụng để mô tả các hệ thống hình ảnh, giải thích tại sao nó bị hạn chế khi xem xét các quá trình trong ống dẫn sóng và bộ cộng hưởng.

Lý thuyết sóng vô hướng được sử dụng bởi quang tử trong việc xem xét chùm tia quang học, nó cần thiết để hiểu các quá trình trong laser và quang học Fourier và hữu ích trong việc mô tả các hệ thống quang học nhất quán và hình ảnh ba chiều.

Lý thuyết điện từ về ánh sáng là cơ sở để xem xét sự phân cực và tán sắc của ánh sáng, quang học sóng dẫn hướng, sợi quang và bộ cộng hưởng.

Quang học photon mô tả sự tương tác của ánh sáng và vật chất. Nó giải thích các quá trình tạo ra và đăng ký ánh sáng, sự dịch chuyển của ánh sáng trong môi trường phi tuyến tính.

Nhận xét 1

Quang tử liên quan đến thiết kế và sử dụng các thiết bị quang học, điện quang và quang điện.

Quang tử như một khoa học

Ghi chú 2

Quang tử là một ngành khoa học khám phá các nguyên tắc cơ bản và ứng dụng của tín hiệu quang học dưới dạng các luồng photon trong các thiết bị và hệ thống khác nhau.

Quang tử có thể được định nghĩa là khoa học tạo ra, kiểm soát và phát hiện các photon trong phần nhìn thấy và phần hồng ngoại của quang phổ, lan truyền chúng trong phần tử ngoại, phần hồng ngoại với bước sóng dài. Laser tầng lượng tử hiện đang được tạo ra trong những lĩnh vực này.

Lịch sử của quang tử với tư cách là một ngành khoa học đã được tính từ năm 1960 (sau đó laser được phát minh). Quang tử được hình thành trên cơ sở của nhiều ngành khoa học (ngoài quang học), ví dụ:

  • vật lý trạng thái rắn;
  • khoa học vật liệu;
  • tin học;
  • vật lý bán dẫn, v.v.

Nhận xét 3

Bản thân thuật ngữ “quang tử” lần đầu tiên xuất hiện trong công trình nghiên cứu của A.N. Terenin "Quang tử của phân tử thuốc nhuộm". Năm 1970, quang tử bắt đầu được định nghĩa là một ngành khoa học xem xét các quá trình và hiện tượng trong đó photon đóng vai trò là vật mang thông tin.

Mối quan tâm khoa học của quang tử rất rộng rãi. Nếu trước đây, cô coi các vấn đề chủ yếu liên quan đến viễn thông thì giờ đây, các lĩnh vực cô quan tâm bao gồm:

  • tia laze;
  • công nghệ trong lĩnh vực chất bán dẫn;
  • nghiên cứu sinh học và hóa học;
  • vấn đề môi trường;
  • vật liệu nano;
  • tin học, v.v.

Tham gia vào việc tạo ra, điều khiển và điều chỉnh tín hiệu quang, các kết quả của nghiên cứu quang tử được sử dụng rộng rãi: từ việc truyền thông tin bằng sợi quang đến thiết kế các thiết bị cảm biến điều chế tín hiệu ánh sáng xảy ra khi các thông số môi trường thay đổi.

Doanh số bán các sản phẩm quang tử dân dụng được sản xuất tại Nga, tỷ rúp trong năm

Doanh số bán các sản phẩm quang tử dân dụng được sản xuất tại Liên bang Nga (cho thị trường nội địa / xuất khẩu) (tỷ rúp mỗi năm)

Lệnh của Chính phủ Liên bang Nga ngày 24 tháng 7 năm 2013 số 1305-r Kế hoạch Hành động ("bản đồ") "Phát triển công nghệ quang điện tử (quang tử)" đã được phê duyệt

Lệnh của Bộ Công Thương Nga ngày 27 tháng 10 năm 2016 số 3385 thay đổi thành phần nhóm công tác về quang tử để điều phối các hoạt động vì sự phát triển của ngành trong khuôn khổ chương trình nhà nước, chương trình phát triển đổi mới sáng tạo của tổng công ty nhà nước. các công ty có sự tham gia của nhà nước và các chương trình của nền tảng công nghệ "Quang tử", theo đơn đặt hàng của Bộ Công Thương Nga ngày 29 tháng 11 năm 2013 số 1911

Cộng hòa Mordovia Ngày 18 tháng 02 năm 2008, thành lập công ty cổ phần "Hệ thống cáp quang" (sau đây gọi là Công ty cổ phần OVS). Các nhà đầu tư của công ty là OJSC RUSNANO, LLC GPB - High Technologies, Republic of Mordovia.

Mục tiêu chính của Công ty Cổ phần OVS là thực hiện dự án tạo nhà máy đầu tiên tại Nga để sản xuất sợi quang. Việc xây dựng và khởi động nhà máy đang được thực hiện bởi Công ty Cổ phần OVS hợp tác với Rosendahl Nextrom (Phần Lan). Rosendahl Nextrom cung cấp thiết bị cho dự án và chuyển giao công nghệ sản xuất, bao gồm cả bằng sáng chế và bí quyết, cũng như đào tạo và huấn luyện nhân sự.
Dự án cung cấp cho công nghiệp sản xuất sợi quang kỹ thuật và viễn thông, giới thiệu những thành tựu mới nhất trong việc tạo ra cấu trúc nano trong sợi quang và sử dụng công nghệ nano để cải thiện các đặc tính của sợi quang. Sợi quang là nguyên liệu quan trọng để sản xuất cáp quang thông tin dùng trong xây dựng mạng thông tin quang cố định.
Nhà máy JSC OBC hiện có công suất sản xuất 2,4 triệu km cáp quang / năm, sẽ cung cấp 40-50% nhu cầu của các nhà máy cáp của Nga về sợi quang và đáp ứng 100% nhu cầu của các nhà máy cáp trong nước về cáp quang. cáp quang phục vụ mục đích sản xuất Các sản phẩm cáp được bán qua hệ thống mua sắm công. Có thể mở rộng quy mô sản xuất lên đến 4,5 triệu km mỗi năm (70-100% sản lượng thị trường hiện tại) tại cùng một địa điểm sản xuất thông qua việc hiện đại hóa thiết bị quy trình.
Việc tổ chức sản xuất nối tiếp sợi quang sẽ không chỉ cung cấp cho 14 nhà máy của Nga sản xuất cáp quang bằng nguồn nguyên liệu trong nước, mà còn tổ chức xuất khẩu sợi sang các nước SNG và ra nước ngoài.
Ngày 25/09/2015, lễ khai trương nhà máy đã diễn ra. Lễ hạ thủy có sự tham dự của Phó Thủ tướng Chính phủ Liên bang Nga Arkady Dvorkovich, Người đứng đầu Cộng hòa Mordovia Vladimir Volkov và Chủ tịch Hội đồng quản trị RUSNANO Anatoly Chubais.
Cho đến tháng 10 năm 2016, nhà máy đã tiến hành thử nghiệm và chứng nhận sợi quang, bao gồm cả với PJSC Rostelecom, xác nhận chất lượng sợi quang trong nước. Ngày 15/10/2016 bắt đầu hoạt động sản xuất công nghiệp các sản phẩm của Công ty Cổ phần OVS.

Vùng Kaluga. Tại Obninsk, trong khuôn khổ dự án quốc tế (Nga-Đức), một trung tâm đổi mới và công nghệ laser khu vực đã được thành lập - một trung tâm sử dụng tập thể (Kaluga LITC-CCU). Nhiệm vụ của Trung tâm là tăng cường quảng bá các công nghệ và thiết bị laser trong ngành công nghiệp của khu vực. Để làm được điều này, Trung tâm thực hiện các hoạt động tư vấn, trình diễn thiết bị laser hiện đại, đồng thời tiến hành đào tạo, huấn luyện nhân sự. Kaluga LITC-CCU là một phần của cấu trúc đổi mới của khu vực và nhận được sự hỗ trợ của chính quyền khu vực dưới hình thức trợ cấp, cũng như lời mời tham gia vào các chiến dịch tiếp thị dưới hình thức các nhiệm vụ kinh doanh.

Vùng Perm. Dự án "Tạo ra sản phẩm khoa học chuyên sâu về sản xuất mạch tích hợp quang tử cho thiết bị định vị" (Công ty cổ phần "Công ty sản xuất và nghiên cứu chế tạo thiết bị Perm") với sự hỗ trợ của Chính phủ Lãnh thổ Perm đã nhận được tài trợ từ Bộ Giáo dục và Khoa học. của Nga với số lượng 160 triệu rúp

Vùng Perm. Dự án "Chế tạo dây cáp quang đi trong đất" (LLC "Inkab") với sự hỗ trợ của Chính phủ Vùng lãnh thổ Perm được Bộ Công Thương Nga đưa vào danh mục ưu tiên đầu tư phức hợp. các dự án nhận trợ cấp để bù đắp lãi suất trả cho các khoản vay từ các tổ chức tín dụng của Nga, số tiền trợ cấp ước tính khoảng 100 triệu rúp

Vùng Perm. Theo kết quả của cuộc thi khu vực trong khuôn khổ chương trình của Quỹ khuyến khích đổi mới Umnik, các nhà khoa học trẻ của cụm Quang tử, do văn phòng đại diện khu vực của Quỹ tổ chức với sự hỗ trợ của Chính phủ PC, đã nhận được hai khoản tài trợ trong năm 2014 với tổng số số lượng 800 nghìn rúp:

  • “Phát triển hệ thống đo lường và thông tin liên lạc bằng cáp quang trên tàu.
  • “Phát triển con quay hồi chuyển quang học tích hợp dựa trên hiệu ứng của“ chế độ thư viện thì thầm ”;

Vùng Samara. Việc phát triển các nghiên cứu và phát triển ứng dụng và cơ bản quan trọng nhất trong khu vực được thực hiện trong các lĩnh vực ưu tiên phát triển công nghệ laser:

  • nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực công nghệ la-de: SF IRE RAS, Viện Quang học và Giáo dục Khoa học và Quang học Sinh học SSU. N.G. Chernyshevsky, NPP Inzhekt LLC;
  • nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ laser: Viện Khoa học và Giáo dục Quang học và Sinh học, SSU N.G. Chernyshevsky, Liên bang Nhà nước đơn nhất NPP Almaz, Công ty Nghiên cứu và Sản xuất Pribor-T SGTU, CJSC Kantegir, JSC TsNIIIA, Công ty Khoa học và Sản xuất Piezon, Viện Nghiên cứu Tổng hợp Ký hiệu Điện tử Volga, LLC NPP Inzhekt, LLC Công nghệ cấu trúc nano của thủy tinh ”, LLC "Erbiy" và những người khác;
  • phát triển cơ sở vật chất kỹ thuật và hạ tầng công nghệ laser: NPP Inzhekt LLC, NPF Pribor-T SSTU, CJSC Kantegir;
  • đào tạo trong lĩnh vực công nghệ laser: Viện Khoa học và Giáo dục Quang học và Sinh học, SSU N.G. Chernyshevsky, NPF "Pribor-T" SSTU và những người khác.

I. Định nghĩa về quang tử vô tuyến

Trong nhiều thập kỷ qua, trong lĩnh vực hệ thống truyền dẫn băng siêu rộng, chúng ta đã quan sát quá trình thay thế các hệ thống "điện tử" bằng các hệ thống "quang tử". Điều này chủ yếu là do bản chất vật lý khác nhau của photon. Sự vắng mặt của điện tích và khối lượng khiến nó có những đặc tính không thể có đối với một electron. Kết quả là, các hệ thống quang tử (so với "điện tử") không chịu các trường điện từ bên ngoài, có phạm vi truyền dẫn và băng thông tín hiệu lớn hơn nhiều.

Những ưu điểm này và nhiều ưu điểm khác đã được hiện thực hóa trên cơ sở quang tử trong lĩnh vực viễn thông mang lại quyền phát biểu về sự xuất hiện của một hướng mới - quang tử vô tuyến, phát sinh từ sự hợp nhất của điện tử vô tuyến, tích hợp và quang học sóng, quang điện tử vi sóng và một số ngành khoa học và sản xuất công nghiệp khác.

Nói cách khác, dưới quang tử vô tuyến (quang tử vi sóng) chúng ta sẽ hiểu, thống nhất một loạt các lĩnh vực khoa học và công nghệ, chủ yếu liên quan đến các vấn đề truyền, nhận và chuyển đổi tín hiệu sử dụng sóng điện từ trong dải vi ba và các thiết bị và hệ thống quang tử.

II. Chất phóng xạ rất dễ dàng!

  2. .
  3. Tải xuống kho lưu trữ với bản trình bày và bản ghi của báo cáo.

III. Các nguyên tắc cơ bản của quang tử vô tuyến

  1. Một xu hướng mới trong quang tử là quang điện tử vi sóng. TÔI. Belkin, A.S. Sigov. // Kỹ thuật vô tuyến và điện tử, tập 54, số 8, trang 901-914. Năm 2009 //.
  2. Các nguyên tắc cơ bản của quang tử vi sóng. Vincent Ju Urick Jr., Jason D. McKinney, Keith J. Williams. // Matxcova. Thế giới công nghệ. 2016 //.

IV. Các thành phần, thiết bị và hệ thống quang tử và vô tuyến

tia laze

  1. Nguyên lý hoạt động của laze. Ấn bản thứ 4. O. Zvelto. // SPb. Doe. Năm 2008 //.

Máy phát quang điện tử

  1. Máy phát quang điện tử - thiết bị đầu tiên của quang điện tử vi sóng. TÔI. Belkin, A.V. Loparev. // Điện tử: Khoa học, Công nghệ, Kinh doanh số 6. 2010 //.
  2. Máy phát vi sóng quang điện tử có thể điều chỉnh được. A.B. Ustinov, A.A. Nikitin, B.A. Kalinikos. // Hội nghị toàn Nga "Lò vi sóng Điện tử và Vi điện tử". Năm 2015 //.

Bộ điều biến điện quang

  1. Vật liệu điện quang dựa trên màng mỏng của tinh thể phân tử - ưu điểm và triển vọng sử dụng. I.Yu. Denisyuk, Yu.E. Burunkova, T.V. Smirnova. // Tạp chí quang học, câu 74, tr. 63-69. Năm 2007 //.
  2. Bộ điều biến điện quang điện áp thấp dựa trên tinh thể màng mỏng phân tử DAST. I.Yu. Denisyuk, Yu.E. Burunkov. // CriMiCo. Năm 2007 //.
  3. Bộ điều chế Mach-Zehnder điện quang tích hợp và cơ sở thành phần thụ động khác của quang tử vô tuyến. A.A. Belousov, Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya, A.A. Dubrovskaya, T.V. Smirnova. // Hội thảo khoa học và thực tiễn Nga "Phát triển và sản xuất cơ sở linh kiện điện tử trong nước" ("Component-2014"). 2014 // Tải xuống kho lưu trữ với bản trình bày và bản ghi của báo cáo.
  4. Bộ điều biến điện quang theo sơ đồ của giao thoa kế Mach-Zehnder. V.M. Afanasiev. // Quang tử ứng dụng. T3. Số 4. 2016 //.

ADC phóng xạ và bộ xử lý tương tự

  1. Khảo sát và phân tích bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Robert H. Walden. // HÀNH TRÌNH IEEE VỀ CÁC KHU VỰC ĐƯỢC CHỌN TRONG TRUYỀN THÔNG, VOL. 17, không. 4, tháng 4. 1999 //.
  2. Triển vọng cho việc thực hiện ADC bằng cách sử dụng các phương pháp quang tử vi sóng. Yu.N. Volkhin.// Hội thảo khoa học "Các vấn đề hiện đại của vật lý học phóng xạ và kỹ thuật vô tuyến điện" 29.01.2011. 2015 // Tải xuống kho lưu trữ có bản trình bày và bản ghi của báo cáo.
  3. Tổng quan về các cách có thể để triển khai ADC chất phóng xạ. E.V. Tikhonov, Yu.N. Volkhin.// V Hội thảo khoa học kỹ thuật toàn Nga “Trao đổi kinh nghiệm trong lĩnh vực chế tạo hệ thống điện tử-vô tuyến băng siêu rộng” (SHF-2014). 2014 //.
  4. Xem xét và nghiên cứu các lựa chọn khả thi để triển khai các bộ xử lý tương tự băng siêu rộng trong dải vi ba bằng cách sử dụng các phương pháp và phương tiện quang tử vô tuyến. A.V. Gamilovskaya, A.A. Belousov, E.V. Tikhonov, A.A. Dubrovskaya, Yu.N. Volkhin.// Thiết bị điện tử. Dòng 2: Chất bán dẫn. Số 5 (239). trang 4-11. Năm 2015 //.

Rađa. XA

  1. Hướng tới việc triển khai các công nghệ quang tử vô tuyến trong hệ thống radar AFAR. M.B. Mityashev. // Bản tin của SibGUTI. Số 2. 2015 //.
  2. Khái niệm xây dựng một trạm radar dựa trên các yếu tố của quang tử vô tuyến. A.V. Shumov, S.I. Nefedov, A.R. Bikmetov. // Khoa học và giáo dục. MSTU im. N.E. Bauman. Êlectron. tạp chí Số 05, trang 41–65. 2016 //.
  3. Về triển vọng sử dụng các phương pháp và phương tiện của quang tử vi sóng trong ra đa băng siêu rộng và thông tin liên lạc vô tuyến băng siêu rộng. Yu.N. Volkhin, A.M. Mandrik, Yu.I. Nosov. // Hội thảo khoa học “Các vấn đề hiện đại của vật lý phóng xạ và kỹ thuật vô tuyến điện”. Ngày 27 tháng 11 năm 2010 // Tải xuống kho lưu trữ với bản trình bày và bản ghi của báo cáo.

Các đường dẫn quang tử vô tuyến và vi sóng FOCL tương tự

  1. Vi sóng FOCL tương tự với hệ số truyền dẫn dương. Yu.N. Volkhin, T.A. Gomzikova. // IV Hội nghị khoa học kỹ thuật toàn Nga "Trao đổi kinh nghiệm trong lĩnh vực chế tạo hệ thống điện tử-vô tuyến băng siêu rộng" (SHF-2012). 2012 // Tải xuống kho lưu trữ có bản trình bày và bản ghi của báo cáo.
  2. Về khả năng thực hiện các đường dẫn quang tử tương tự vô tuyến băng siêu rộng của dải vi ba với hệ số truyền dẫn dương. Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya. // Tọa đàm khoa học kỹ thuật phối hợp lần thứ XVIII về công nghệ vi sóng: vật liệu. Vùng Nizhny Novgorod, p. Khakhaly. 2013 //.
  3. Vi sóng FOCL tương tự với hệ số truyền dẫn dương. Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya. // XXXX Hội thảo khoa học “Các vấn đề hiện đại của vật lý học phóng xạ và kỹ thuật vô tuyến điện” 27.04.2013 // Tải về kho lưu trữ với phần trình bày và bảng điểm của báo cáo.
  4. Đường dẫn nhận quang tử vô tuyến đa chức năng băng siêu rộng để xử lý tín hiệu tương tự của các dải bước sóng decimet, centimet và milimet. A.A. Belousov, Yu.N. Volkhin, A.V. Gamilovskaya, A.A. Dubrovskaya, E.V. Tikhono. // Hội nghị toàn Nga "Điện tử và Vi điện tử" 2015 //.
  5. Kênh nhận photon vô tuyến của dải vi ba có nhiễu quang. S.F. Boev, V.V. Valuev, V.V. Kulagin, V.A. Cherepenin. // Tạp chí Vô tuyến điện tử số 2 năm 2015 //.

Lưới sợi

  1. Cách tử sợi về chiết suất và ứng dụng của chúng. S.A. Vasiliev, O.I. Medvedkov, A.S. Bozhkov. // Điện tử lượng tử, 35, số 12. Năm 2005 //.

đường trễ

  1. Các đường trễ cáp quang. V.A. Kuznetsov, V.N. Tsukanov, M.Ya. Yakovlev. // ??????????. ???? G. //.

Ống dẫn sóng quang học

  1. Ống dẫn sóng quang phẳng và sợi quang. HG Unger. // Matxcova. HÒA BÌNH. Năm 1980 //.
  2. Hướng dẫn ánh sáng sợi quang đặc biệt. Hướng dẫn. D.B. Shumkov. // Kỷ Permi. PNRPU. 2011 //.
  3. Lý thuyết về ống dẫn sóng quang học. A. Snyder, J. Tình yêu. // Matxcova. Đài phát thanh và thông tin liên lạc. Năm 1987 //.
  4. Giới thiệu lý thuyết về ống dẫn sóng quang học. M. Adams. // Matxcova. HÒA BÌNH. Năm 1984 //.
  5. Quang tử ống dẫn sóng. Hướng dẫn. N.V. Nikonorov, S.M. Shandarov. // Petersburg. ITMO. Năm 2008 //.
  6. Các đường truyền dẫn sóng. I E. Efimov, G.A. Shermina. // Matxcova. Sự liên quan. Năm 1979 //.
  7. Soliton quang học. Từ đường dẫn ánh sáng đến tinh thể quang tử. Yu.S. Kivshar, G.P. Agrawal. // Matxcova. FizMatLit. Năm 2005 //.

V. Mô hình hóa và tính toán các thông số của hệ thống photon và vô tuyến - photon.

Làm mẫu. Phương pháp số. CAD.

  1. Quang tử tính toán. E.D. - Ka. // ??????????, ???? G. //.
  2. Mô phỏng số của một bộ điều biến điện quang dựa trên bộ phát vi mô Fabry-Perot cho bộ thu quang vi sóng. A.K. Aharonyan, O.V. Bagdasaryan, T.M. Knyazyan. // Izv. NAS RA và SEUA. Người phục vụ. TN., Quyển LXIV, số 3. 2011 //.

VI. Đo các thông số của hệ thống quang tử vô tuyến và quang tử

Đo. Đo lường

  1. Các phương pháp đo trong sợi quang. Hướng dẫn. A.I. Tsaplin, M.E. Likhachev. // Kỷ Permi. PNRPU. 2011 //.
  2. Phép đo phản xạ của sợi quang học. A.V. Listvin, V.N. Listvin. // Matxcova. LESARart. Năm 2005 //.

VII. Cơ bản về quang tử, quang điện tử, sợi quang và quang học tích hợp, công nghệ sợi quang, đường truyền và truyền dẫn sợi quang kỹ thuật số (FOCL, FOCL)

Quang tử và quang âm nano

  1. Quang âm nano và các ứng dụng của nó. D.F. Zaitsev. // Matxcova. Actaeon. 2011 //.
  2. Các yếu tố của quang tử. Tập I. Trong Không gian Tự do và Phương tiện Đặc biệt. Keigo Iizuka. // John Wiley & Sons Inc. Năm 2002 //.
  3. Các nguyên tắc cơ bản của quang tử. Bahaa E.A. Saleh, Malvin carl Teichh. // John Wiley & Sons Inc. Năm 1991 //.

Quang điện tử

  1. Quang điện tử. E.D. Karikh. // Minsk. BGU. Năm 2002 //.
  2. Quang điện tử trong câu hỏi và câu trả lời. S. Gonda, D. Seco. // Leningrad. Energoatomizdat. Năm 1989 //.

Sợi và quang học tích hợp

  1. Sợi quang học: bốn mươi năm sau. ĂN. Dianov. // Điện tử lượng tử, 40, số 1. 2010 //.
  2. Giới thiệu về hệ thống cáp quang. chỉnh sửa thứ hai. John Powers. // McGraw - Hill. Năm 1996 //.
  3. Sợi quang phi tuyến. G. Agrawal. // Matxcova. HÒA BÌNH. Năm 1996 //.
  4. Hướng dẫn kỹ thuật sợi quang. Ấn bản lần 2. Donald J. Sterling. 1998 // Matxcova. Lori. 1998 //.
  5. Vật liệu và công nghệ tích hợp và sợi quang. Hướng dẫn. A.I. Ignatiev, S.S. Kiselev, N.V. Nikanorov, A.I. Sidorov, A.S. Rohman. //
  6. Vật liệu và công nghệ của quang học tích hợp. Hướng dẫn. N.V. Nikanorov, A.I. Sidorov. // Petersburg. ITMO. Năm 2009 //.
  7. Quang học và Laser, bao gồm sợi quang học và ống dẫn sóng quang học. Matt Young. // Matxcova. HÒA BÌNH. Năm 2005 //.

Công nghệ sợi quang và đường truyền và truyền dẫn sợi quang kỹ thuật số (FOCL, FOCL)

  1. Công nghệ cáp quang: hiện trạng và triển vọng. Ấn bản lần 2. Ed. S.A. Dmitrieva, N.N. Slepova. // Matxcova. Công nghệ cáp quang. Năm 2005 //.
  2. Công nghệ cáp quang. Hướng dẫn thực hành. V.N. Tsukanov, M.Ya. Yakovlev. // Matxcova. Kỹ thuật hồng ngoại. 2014 //.

VIII. Cơ bản về điện tử và mạch bán dẫn

  1. Hướng dẫn bỏ túi về điện tử. M. Tooley. // Matxcova. Energoatomizdat. Năm 1993 //.
  2. Nghệ thuật của mạch. Ấn bản thứ 4. P. Horowitz, W. Hill. // Matxcova. HÒA BÌNH. Năm 1993 //.
  3. Mạch bán dẫn. Xuất bản lần thứ 12. W. Tietze, K. Schenk. // Matxcova. THAM KHẢO. Năm 2008 //.

Triển lãm công nghiệp quốc tế "Innoprom-2015" được tổ chức tại Yekaterinburg. Năm nay, các phiên họp toàn thể và các cuộc họp, hội nghị quốc tế và các hội đồng chuyên gia bao gồm một loạt các chủ đề và vấn đề. Hàng chục thỏa thuận cụ thể và hợp đồng lớn đã có được từ sự giao tiếp này.

Tương lai thuộc về quang tử. Một trong những cuộc thảo luận hiệu quả nhất là cuộc thảo luận tại bàn tròn "Quang tử - động lực thúc đẩy sự phát triển đổi mới của ngành công nghiệp", thảo luận về sự phát triển của quang tử ở Nga, triển vọng ứng dụng của nó trong khoa học và công nghiệp. Các đối tác của sự kiện là các nhà lãnh đạo trong ngành: Shvabe, Trung tâm Laser và Skolkovo. Thuật ngữ "quang tử", được hình thành bằng cách tương tự với từ "điện tử", xuất hiện cách đây không lâu, 5-7 năm trước. Nga chiếm một vị trí ưu tiên trên thế giới trong lĩnh vực quang tử. Các nhà khoa học lỗi lạc của nước ta đứng ở nơi khởi nguồn của hướng đi này: Các nhà khoa bảng Nikolai Basov, Alexander Prokhorov, Nikolai Vavilov. Vị trí dẫn đầu trong thị trường quang tử hiện do trường của Valentin Pavlovich Gapontsev chiếm giữ. IPG Photonics, do ông đứng đầu, tạo ra 40% laser sợi quang trên thế giới.

“Ở Nga, chúng tôi có hàng trăm doanh nghiệp và tổ chức tham gia vào lĩnh vực quang tử. Họ tiến hành nghiên cứu khoa học và xuất bản các bài báo khoa học, sản xuất các sản phẩm có thể đặt hàng và mua, và đào tạo nhân viên chuyên môn, ”Ivan Kovsh, Chủ tịch Hiệp hội Laser của Nga cho biết. - Điều này bao gồm các viện hàn lâm và chi nhánh, trường đại học, xí nghiệp, phòng thiết kế, nhưng nhìn chung khu vực của chúng tôi là các doanh nghiệp nhỏ. Khoảng 350 doanh nghiệp nhỏ sản xuất 70 phần trăm quang tử dân dụng ở Nga, khoảng hai nghìn mô hình là các phần tử quang học, một số loại nguồn bức xạ và các loại sản phẩm khác ”.

Một trong những nhiệm vụ thiết yếu của ngành không chỉ là sáng tạo mà còn là thúc đẩy công nghệ vào thực tiễn, và một công cụ rất mạnh cho việc này là các trung tâm công nghiệp cấp vùng. Giờ đây, chúng được sử dụng trên toàn thế giới, và chúng tôi cũng có kinh nghiệm như vậy ở đất nước mình. Ví dụ, năm trung tâm Nga-Đức đã được thành lập ở Nga trong mười năm qua theo thỏa thuận Nga-Đức về hợp tác khoa học và kỹ thuật trong lĩnh vực laser và công nghệ quang học. Người Đức cung cấp thiết bị mới nhất, các trung tâm hoạt động ở năm thành phố, chúng có quy mô nhỏ, mỗi trung tâm 5-8 người. Trong 10 năm, đã có 1,5 nghìn doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực này. Và mỗi phần ba trong số họ ngày nay đã trở thành người sử dụng công nghệ laser trong xử lý vật liệu.

Các xu hướng chính trên thị trường toàn cầu ngày nay là gì? Nguyên nhân chính là sự gia tăng nhanh chóng số lượng các công nghệ và kỹ thuật quang tử có ứng dụng kinh tế thuần túy. Sự gia tăng sản xuất các sản phẩm quang tử ở những khu vực mà nó đã được sử dụng tích cực, gắn liền với sự phát triển của công nghệ và sự phát triển của vật liệu và thiết bị mới. Hướng phát triển chủ yếu hiện nay là công nghệ sản xuất, do các nước tiên tiến đã đi vào con đường tái công nghiệp hoá và đang tích cực đòi hỏi công nghệ mới. Ví dụ này có thể đánh giá các công nghệ quang tử laser ảnh hưởng đến sự đổi mới như thế nào. Ngày nay, trong vi điện tử, vấn đề quan trọng nhất là giảm phần tử - chip. Kích thước tốt nhất cho đến nay là 20 nanomet. Không thể làm được điều này nếu không có quang tử. Quá trình này sử dụng kỹ thuật in thạch bản, sóng ngắn hoặc ion. Vì vậy, 1 triệu đô la chi cho kỹ thuật in thạch bản cho phép bạn sản xuất những con chip trị giá 100 triệu đô la. Những con chip này, không thể được sản xuất bằng laser, có thể được sử dụng cho 1,5 tỷ đô la các sản phẩm cuối cùng: máy tính, máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại, v.v. Dưới đây là những triển vọng cho việc sử dụng quang tử: đã đầu tư 1 triệu đô la - kết quả là nhận được 1,5 tỷ!

Hoặc, giả sử, một chủ đề nóng bỏng như "quang tử và y học". Ngày nay, dân số thế giới đang già đi nhanh chóng, và nhiều căn bệnh mới đang xuất hiện. Vấn đề sức khỏe được đặt lên hàng đầu. Ví dụ, Hoa Kỳ chi 1 nghìn tỷ 800 tỷ đô la mỗi năm cho y tế công cộng, Đức - 225 tỷ euro. Đây là những con số khổng lồ. Theo các chuyên gia Nhật Bản, chỉ riêng việc áp dụng công nghệ quang tử trong chẩn đoán và điều trị đã làm giảm 20% chi phí chăm sóc sức khỏe. Đó là khoảng 400 tỷ đô la một năm.

Một khía cạnh khác là công nghệ chiếu sáng, chính xác hơn là chiếu sáng bằng đèn LED. 15% sản lượng điện của thế giới ngày nay được sử dụng cho chiếu sáng. Con số này có thể sẽ tăng gấp đôi trong vòng 20 năm tới do tốc độ đô thị hóa nhanh chóng của châu Á, đi kèm với chi phí và ô nhiễm rất lớn, do chất thải tạo ra từ năng lượng là rất lớn. Cách duy nhất là sử dụng đèn LED với hiệu quả cao. Điều này sẽ giảm tiêu thụ điện năng xuống một nửa. Như bạn đã biết, những người sáng tạo ra đèn LED đã được trao giải Nobel.

Điều thú vị là trong những năm gần đây đã có sự gia tăng mạnh mẽ về vai trò của Trung Quốc trong việc phát triển quang tử. Ông coi hướng đi này là một trong những ưu tiên của chính sách nhà nước trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Trung Quốc đang phát triển quang tử với tốc độ 25% mỗi năm, và 5.000 doanh nghiệp trong ngành này đã được thành lập trong 15 năm. Và ngày nay người Trung Quốc sản xuất nhiều quang tử hơn toàn bộ Liên minh châu Âu. Hoa Kỳ, Trung Quốc và Liên minh Châu Âu đang rất tích cực sử dụng ảnh hưởng của nhà nước đối với sự phát triển của quang tử.

Đọc phiên bản đầy đủ của bài báo trong số mới của tạp chí "Đất hiếm".

Bộ Truyền thông Liên bang Nga

Cơ sở giáo dục nhà nước cao hơn

giáo dục nghề nghiệp

Đại học viễn thông bang Volga

cation và tin học »

Glushchenko A.G., Zhukov S.V.

_________________________________

Các nguyên tắc cơ bản của quang tử. Ghi chú bài giảng. - Samara: GOUVPO

PGUTI, 2009. - 100 tr.

Khoa Vật lý

(Tóm tắt ngành học).

A.G. Glushchenko, S.V. Zhukov

GHI CHÚ BÀI GIẢNG

ĐỐI VỚI KỶ LUẬT HỌC TẬP

Người phản biện:

Petrov P.P. - Ứng viên KHKT, Phó Giáo sư, Phó Giáo sư Bộ môn “……… ..

CƠ BẢN VỀ ẢNH HỌC

»GOUVPO PSUTI

Theo hướng chuẩn bị: Quang tử và quang tin học ()

Samara - 2009

Tên

phần của kỷ luật

nguồn liên tục

nguồn nhiệt, khí đốt

và dòng đặc tả-

đèn phóng điện, đèn LED

odes, tia lửa laze;

các loại laser chính

(trạng thái rắn, khí,

ion, chất bán dẫn

bạn, liên tục và tôi-

nguồn coge-

xung nhịp, với sự tái cấu trúc

Bức xạ tia X

tần số và thời gian bức xạ

xung), ge-

máy phát sóng hài, WRC và

Bộ chuyển đổi SMBS,

máy phát quang phổ

siêu điều khiển;

tế bào quang điện và bộ nhân quang, bán

máy thu bức xạ

máy thu dây dẫn,

thảm cảm quang

khung sườn, thước đo vi mạch;

điện quang và acu-

ánh sáng khắc kỷ

thiết bị kiểm soát

van, chất lỏng

đặc điểm

kết tinh và bán

gậy mạch lạc

dây dẫn transpa-

chùm:

mối hàn, thiết bị dựa trên

về phương tiện hoạt động quang học,

Bộ cách ly Faraday;

chùm điện tử và,

tinh thể lỏng

thiết bị hiển thị

màn hình, máy chiếu laser

thông tin:

hệ thống, holo-

màn hình đồ họa, si-

hệ thống hình thành khối lượng

Tên

phần của kỷ luật

một hình ảnh nhỏ;

nguyên tắc tạo vi-

cơ điện

vi điện tử-

thiết bị và quang khắc

fia, vi quang học

thiết bị nic

các yếu tố cơ điện

cảnh sát, ứng dụng của vi

cơ điện

các thiết bị;

thành phần sợi

thiết bị kiểm soát

đường quang học, mô-đun -

tori, bộ ghép kênh và

ánh sáng leniya trong op-

bộ phân kênh, cách ly

tóc tic

tori, kết nối,

hướng dẫn ánh sáng ngựa:

trình điều khiển tập trung

các yếu tố;

điện môi phẳng

thiết bị kiểm soát

ống dẫn sóng, phi tuyến tính

Bộ biến đổi nguồn

ánh sáng leniya trong-

các bài đọc, kênh sóng-

quang học tích phân:

dy, các phần tử đầu vào-đầu ra

sự bức xạ;

mạch quang, opti-

thiết bị kiểm soát

bóng bán dẫn chesky, micro-

chiếu sáng

chip, giới hạn quang học

dựa trên quang tử

độc giả, photon-

tinh thể:

sợi kết tinh

Giới thiệu

Quang tử là một ngành khoa học nghiên cứu các dạng bức xạ khác nhau được tạo ra bởi các hạt ánh sáng, tức là các photon.

Định nghĩa của thuật ngữ

Điều thú vị là không có định nghĩa chung được chấp nhận về thuật ngữ "Quang tử".

Quang tử là khoa học tạo ra, kiểm soát và phát hiện các photon, đặc biệt là trong phổ hồng ngoại nhìn thấy và gần, cũng như sự lan truyền của chúng trong tia cực tím (bước sóng 10-380 nm), tia hồng ngoại sóng dài (bước sóng 15-150 micron) và phần siêu hồng ngoại của quang phổ (ví dụ, 2-4 THz tương ứng với bước sóng 75-150 μm), nơi các laser tầng lượng tử đang phát triển tích cực ngày nay.

Quang tử cũng có thể được mô tả như một lĩnh vực vật lý và công nghệ liên quan đến sự phát xạ, phát hiện, hành vi, hậu quả của sự tồn tại và phá hủy của các photon. Điều này có nghĩa là quang tử liên quan đến việc điều khiển và biến đổi tín hiệu quang học và có một lĩnh vực ứng dụng rộng rãi: từ truyền thông tin qua các sợi quang học đến việc tạo ra các cảm biến mới điều chế tín hiệu ánh sáng phù hợp với những thay đổi nhỏ nhất của môi trường.

Một số nguồn lưu ý rằng thuật ngữ "quang học" đang dần được thay thế bằng một cái tên khái quát mới - "quang tử".

Quang tử bao gồm một loạt các thiết bị quang học, điện quang và quang điện tử và các ứng dụng đa dạng của chúng. Các lĩnh vực nghiên cứu chính của quang tử bao gồm sợi quang và quang học tích hợp, bao gồm quang học phi tuyến, vật lý và công nghệ của các hợp chất bán dẫn, laser bán dẫn, thiết bị quang điện tử, thiết bị điện tử tốc độ cao.

Hướng liên ngành

Do hoạt động khoa học và kỹ thuật toàn cầu cao và nhu cầu lớn về các kết quả mới

Trong quang tử, các lĩnh vực liên ngành mới và mới đang xuất hiện:

Quang tử vi sóng nghiên cứu sự tương tác giữa tín hiệu quang và tín hiệu điện tần số cao (lớn hơn 1 GHz). Lĩnh vực này bao gồm những kiến ​​thức cơ bản về tương tác vi sóng quang, hoạt động của thiết bị quang tử trong vi sóng, điều khiển quang tử của thiết bị vi sóng, đường truyền tần số cao và việc sử dụng quang tử để thực hiện các chức năng khác nhau trong mạch vi sóng.

Quang tử máy tính kết hợp quang học vật lý và lượng tử, toán học và công nghệ máy tính hiện đại và đang ở giai đoạn phát triển tích cực, khi có thể triển khai các ý tưởng, phương pháp và công nghệ mới.

Optoinformatics là một lĩnh vực khoa học và công nghệ liên quan đến việc nghiên cứu, tạo ra và vận hành các vật liệu, công nghệ và thiết bị mới để truyền, nhận, xử lý, lưu trữ và hiển thị thông tin dựa trên công nghệ quang học.

Mối quan hệ của quang tử với các lĩnh vực khoa học khác

Quang học cổ điển. Quang tử liên quan chặt chẽ đến quang học. Tuy nhiên, quang học có trước sự khám phá ra lượng tử hóa ánh sáng (khi hiệu ứng quang điện được Albert Einstein giải thích vào năm 1905). Các công cụ của quang học - thấu kính khúc xạ, gương phản xạ và các đơn vị quang học khác nhau đã được biết đến từ rất lâu trước năm 1900. Đồng thời, các nguyên tắc chính của quang học cổ điển, chẳng hạn như quy tắc Huygens, phương trình Maxwell và sự căn chỉnh của một sóng ánh sáng, không phụ thuộc vào tính chất lượng tử của ánh sáng, và được sử dụng trong cả quang học và quang tử.

Quang học hiện đại Thuật ngữ "Quang tử" trong lĩnh vực này gần như đồng nghĩa với các thuật ngữ "Quang học lượng tử", "Điện tử lượng tử", "Quang học điện tử" và "Quang điện tử". Tuy nhiên, mỗi thuật ngữ được sử dụng bởi các xã hội khoa học khác nhau với các ý nghĩa bổ sung khác nhau: ví dụ, thuật ngữ "quang học lượng tử" thường biểu thị nghiên cứu cơ bản, trong khi thuật ngữ "quang tử" thường biểu thị nghiên cứu ứng dụng.

Thuật ngữ "Quang tử" trong lĩnh vực quang học hiện đại thường có nghĩa là:

Các tính chất riêng của ánh sáng Khả năng tạo ra các công nghệ xử lý quang tử

tín hiệu Tương tự với thuật ngữ "Điện tử".

Lịch sử của quang tử

Quang tử học như một lĩnh vực khoa học bắt đầu vào năm 1960 với sự phát minh ra laser, và cũng với sự phát minh ra diode laser vào những năm 1970, tiếp theo là sự phát triển của hệ thống thông tin liên lạc sợi quang như một phương tiện truyền thông tin bằng phương pháp ánh sáng. Những phát minh này đã tạo cơ sở cho cuộc cách mạng viễn thông vào cuối thế kỷ 20, và giúp thúc đẩy sự phát triển của Internet.

Về mặt lịch sử, việc bắt đầu sử dụng thuật ngữ "quang tử" trong cộng đồng khoa học gắn liền với việc xuất bản năm 1967 cuốn sách "Quang tử của phân tử thuốc nhuộm" của Viện sĩ A. N. Terenin. Ba năm trước đó, theo sáng kiến ​​của ông, Khoa Vật lý Phân tử Sinh học và Photon được thành lập tại Khoa Vật lý của Đại học Bang Leningrad, từ năm 1970 được gọi là Khoa Quang tử.

A. N. Terenin đã định nghĩa quang tử là "một tập hợp các quá trình quang lý và quang hóa có quan hệ với nhau." Trong khoa học thế giới, một định nghĩa rộng hơn và muộn hơn về quang tử đã trở nên phổ biến, như một nhánh của khoa học nghiên cứu các hệ thống trong đó photon là vật mang thông tin. Theo nghĩa này, thuật ngữ "photonics" lần đầu tiên được đề cập tại Đại hội Quốc tế về Nhiếp ảnh Tốc độ Cao lần thứ 9.

Thuật ngữ "Quang tử" bắt đầu được sử dụng rộng rãi vào những năm 1980 liên quan đến việc sử dụng rộng rãi cáp quang truyền dữ liệu điện tử của các nhà cung cấp mạng viễn thông (mặc dù trước đó sợi quang đã được sử dụng trong phạm vi hẹp). Việc sử dụng thuật ngữ này đã được xác nhận khi cộng đồng IEEE thiết lập một báo cáo lưu trữ

từ tiêu đề "Photonics Technology Letters" ở cuối Những năm 1980

TRONG Trong giai đoạn này cho đến khoảng năm 2001, quang tử học như một lĩnh vực khoa học chủ yếu tập trung vào lĩnh vực viễn thông. Kể từ năm 2001, thuật ngữ

"Quang tử" cũng bao gồm một lĩnh vực khoa học và công nghệ khổng lồ, bao gồm:

sản xuất laser, nghiên cứu sinh học và hóa học, chẩn đoán và trị liệu y tế, công nghệ hiển thị và chiếu, điện toán quang học.

Optoinformatics

Optoinformatics là một lĩnh vực quang tử trong đó các công nghệ mới để truyền, nhận, xử lý, lưu trữ và hiển thị thông tin dựa trên các photon được tạo ra. Về bản chất, Internet hiện đại là không thể tưởng tượng được nếu không có tin học quang học.

Các ví dụ đầy hứa hẹn về hệ thống quang tin học bao gồm:

Hệ thống viễn thông quang với tốc độ truyền dữ liệu lên đến 40 terabit / giây trên một kênh;

thiết bị lưu trữ ảnh ba chiều quang học dung lượng cực lớn lên đến 1,5 terabyte mỗi đĩa ở kích thước tiêu chuẩn;

máy tính đa xử lý với giao tiếp quang học liên bộ xử lý;

một máy tính quang học trong đó ánh sáng điều khiển ánh sáng. Tần số đồng hồ tối đa của một máy tính như vậy có thể là 1012-1014 Hz, cao hơn 3-5 bậc so với các máy tính điện tử hiện có;

tinh thể quang tử là những tinh thể nhân tạo mới có độ phân tán khổng lồ và suy hao quang học thấp kỷ lục (0,001 dB / km).

Bài giảng 1 Chủ đề 1. Lịch sử của quang tử. Vấn đề-

chúng tôi là máy tính điện tử.

Mục 1.1. Lịch sử của quang tử.

Việc sử dụng ánh sáng để truyền thông tin đã có lịch sử lâu đời. Các thủy thủ đã sử dụng đèn tín hiệu để truyền thông tin bằng mã Morse, và đèn hiệu đã cảnh báo các thủy thủ về những nguy hiểm trong nhiều thế kỷ.

Claude Chapp đã xây dựng một máy điện báo quang học ở Pháp vào những năm 1890. Tín hiệu được đặt trên các tòa tháp nằm từ Paris đến Lille dọc theo một chuỗi dài 230 km. Tin nhắn được chuyển từ đầu này sang đầu kia trong 15 phút. Tại Hoa Kỳ, một máy điện báo quang học đã kết nối Boston với Đảo Martha Vineyard, nằm gần thành phố đó. Tất cả các hệ thống này cuối cùng đã được thay thế bằng điện báo.

Nhà vật lý người Anh John Tyndall vào năm 1870 đã chứng minh khả năng điều khiển ánh sáng dựa trên phản xạ bên trong. Tại một cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia, người ta đã chỉ ra rằng ánh sáng lan truyền trong một dòng nước tinh khiết có thể đi khắp mọi ngóc ngách. Trong thí nghiệm này, nước chảy qua đáy nằm ngang của một máng và rơi theo quỹ đạo parabol vào một máng khác. Ánh sáng lọt vào dòng nước qua cửa sổ trong suốt ở đáy máng thứ nhất. Khi Tyndall hướng ánh sáng theo phương tiếp tuyến với máy bay phản lực, khán giả có thể quan sát sự truyền theo đường ngoằn ngoèo của ánh sáng trong phần cong của máy bay phản lực. Một phân bố ngoằn ngoèo tương tự

Sự chuyển đổi ánh sáng cũng xảy ra trong một sợi quang.

Một thập kỷ sau, Alexander Graham Bell đã được cấp bằng sáng chế cho một chiếc photophone (hình), trong đó một hướng

Sử dụng một hệ thống thấu kính và gương, ánh sáng được hướng đến một gương phẳng gắn trên một cái còi. Dưới tác dụng của âm thanh, gương dao động, dẫn đến biến đổi ánh sáng phản xạ. Thiết bị nhận được sử dụng một máy dò dựa trên selen, điện trở của nó thay đổi tùy thuộc vào cường độ của ánh sáng tới. Ánh sáng mặt trời được điều chế giọng nói chiếu xuống một mẫu selen đã làm thay đổi cường độ dòng điện chạy qua mạch của thiết bị nhận và tái tạo giọng nói. Thiết bị này giúp nó có thể truyền tín hiệu thoại trên khoảng cách hơn 200 m.

TRONG Vào đầu thế kỷ 20, các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về ống dẫn sóng điện môi, bao gồm cả thanh thủy tinh dẻo, đã được thực hiện.

Vào những năm 1950, các sợi được thiết kế để truyền hình ảnh được phát triển bởi Brian O'Brien, người làm việc tại Công ty Quang học Hoa Kỳ, và Narinder Kapani và các đồng nghiệp tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hoàng gia ở London. Y học để quan sát trực quan các cơ quan nội tạng của con người Tiến sĩ Kapani là người đầu tiên phát triển sợi thủy tinh trong một vỏ bọc thủy tinh và đặt ra thuật ngữ "sợi quang học" vào năm 1956. Năm 1973, Tiến sĩ Kapani thành lập Kaptron, một công ty chuyên về bộ tách sợi quang và các công tắc.

TRONG Năm 1957, Gordon Gold, tốt nghiệp Đại học Columbia, đã xây dựng các nguyên tắc của laser như một nguồn sáng cường độ cao. Công trình lý thuyết của Charles Townes cùng với Arthur Shavlov tại Phòng thí nghiệm Bell đã giúp phổ biến ý tưởng về tia laser trong cộng đồng khoa học và gây ra một làn sóng nghiên cứu thử nghiệm nhằm tạo ra một tia laser hoạt động nhanh chóng. Năm 1960, Theodor Mayman đã tạo ra tia laser hồng ngọc đầu tiên trên thế giới tại Phòng thí nghiệm Hughes. Cùng năm, Townes trình diễn tác phẩm laser heli-neon. Năm 1962, người ta thu được tia laze trên tinh thể bán dẫn. Loại laser này được sử dụng trong sợi quang học. Rất muộn, chỉ trong năm 1988, Gold đã có được bốn

bằng sáng chế mới dựa trên kết quả công việc do ông thực hiện trong những năm 50

Hải quân Hoa Kỳ đã thực hiện sợi

nhiều năm và cống hiến cho nguyên tắc hoạt động của laser.

đường quang học trên tàu Little Rock năm 1973. TRONG

Việc sử dụng bức xạ laser làm vật mang thông tin

1976 là một phần của chương trình ALOFT của Lực lượng Không quân

không bị các chuyên gia truyền thông coi thường

thay thế thiết bị cáp của máy bay A-7 bằng sợi quang

số hiệu. Khả năng của bức xạ laser để truyền thông tin

quang học. Đồng thời, hệ thống cáp đồng 302

sự hình thành cao hơn 10.000 lần so với khả năng của tần số vô tuyến

lei, có tổng chiều dài 1260 m và nặng 40

bức xạ thứ. Mặc dù vậy, bức xạ laser không hoàn toàn

kg, được thay thế bằng 12 sợi với tổng chiều dài 76 m và trọng lượng 1,7

thích hợp cho việc truyền tín hiệu ngoài trời. Làm việc

Kilôgam. Quân đội cũng là những người đầu tiên giới thiệu chất xơ

loại đường này bị ảnh hưởng đáng kể bởi sương mù, khói bụi và mưa,

đường quang học. Năm 1977, một hệ thống 2 km được đưa ra với

cũng như trạng thái của khí quyển. Chùm tia laze nhiều

tốc độ truyền thông tin 20 Mb / s (megabit mỗi giây -

việc vượt qua khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng dễ dàng hơn so với

du) đã kết nối trạm vệ tinh mặt đất với trung tâm

du đối diện ranh giới của Manhattan. Theo cách này,

sự quản lý.

Ban đầu, tia laser là một phương tiện liên lạc

Năm 1977, AT&T và GTE thành lập thương mại

nguồn sáng không có môi trường truyền dẫn thích hợp.

hệ thống điện thoại cal dựa trên cáp quang.

Năm 1966, Charles Kao và Charles Hockham, những người đã làm việc trong

Các hệ thống này đã vượt trội hơn về các đặc điểm của chúng mà chúng được coi là

Phòng thí nghiệm tiếng Anh về tiêu chuẩn viễn thông,

các tiêu chuẩn hiệu suất không thể lay chuyển trước đây,

lo cho sự lây lan nhanh chóng của chúng vào cuối những năm 70 và đầu những năm 80

sử dụng làm phương tiện truyền dẫn khi đạt được độ trong suốt,

nhiều năm. Vào năm 1980, AT&T đã công bố một mái tóc đầy tham vọng-

cung cấp suy hao (xác định tổn thất truyền dẫn

hệ thống quang ngựa liên kết Boston và

tín hiệu) nhỏ hơn 20 dB / km (decibel trên km). Họ đã đến

Richmond. Việc thực hiện dự án đã chứng minh cá nhân

kết luận rằng mức độ suy giảm cao vốn có trong lần đầu tiên

chất lượng phát triển của công nghệ mới với tốc độ cao nối tiếp

loknam (khoảng 1000 dB / km), liên kết với những người hiện diện trong kính

và không chỉ trong các thiết lập thử nghiệm. Qua-

tạp chất. Một cách cũng được chỉ ra để tạo ra phù hợp cho những

sau đó, rõ ràng là trong tương lai, cổ phần phải được đặt vào

giao tiếp bằng sợi quang liên quan đến việc giảm mức độ

công nghệ quang học ngựa, cho thấy khả năng

tạp chất trong thủy tinh.

ứng dụng thực tế đá.

Năm 1970, Robert Maurer và các đồng nghiệp của ông từ

Khi công nghệ tiến bộ, nó mở rộng nhanh chóng

Corning Glass Works đã nhận được sợi suy giảm đầu tiên

nai sừng tấm và tăng cường sản xuất. Đã có vào năm 1983, một đĩa đơn

nó là 20 dB / km. Đến năm 1972, trong điều kiện phòng thí nghiệm,

cáp quang phương thức, nhưng công dụng thực tế của nó

mức 4 dB / km, tương ứng với tiêu chí Kao và

việc sử dụng có liên quan đến nhiều vấn đề, v.v.

Hockham. Hiện tại, những sợi tốt nhất có mức độ

trong nhiều năm, sử dụng đầy đủ các loại cáp như vậy

suy hao 0,2 dB / km.

chỉ thành công trong một số phát triển chuyên biệt.

Không ít thành công đáng kể đã đạt được trong lĩnh vực bán

Đến năm 1985, các tổ chức chính để truyền dữ liệu trên

nguồn dẫn và bộ dò, đầu nối, công nghệ

khoảng cách xa, AT&T và MO, không chỉ triển khai-

lý thuyết truyền dẫn, lý thuyết truyền thông và các liên quan khác

cho dù là hệ thống quang học đơn chế độ, nhưng cũng đã phê duyệt chúng với tư cách là

cuộn tròn các khu vực quang học. Tất cả những điều này, cùng với một khoản lãi lớn

tiêu chuẩn cho các dự án trong tương lai.

som để sử dụng những lợi thế rõ ràng của sợi quang-

Mặc dù ngành công nghiệp máy tính, công nghệ

tics gây ra vào giữa và cuối những năm 70 đáng kể

mạng máy tính và quản lý sản xuất không phải như vậy

tiến tới việc tạo ra các hệ thống cáp quang.

nhanh chóng, giống như quân đội và các công ty viễn thông, đã

Tuy nhiên, trong những lĩnh vực này, công việc thử nghiệm cũng được thực hiện để nghiên cứu và giới thiệu công nghệ mới. Sự ra đời của thời đại thông tin và kết quả là nhu cầu về các hệ thống viễn thông hiệu quả hơn chỉ thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của công nghệ cáp quang. Ngày nay, công nghệ này được sử dụng rộng rãi bên ngoài lĩnh vực viễn thông.

Ví dụ, IBM, công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất máy tính, đã công bố vào năm 1990 việc phát hành một máy tính tốc độ cao mới sử dụng bộ điều khiển liên kết để giao tiếp với đĩa và băng ổ đĩa ngoài dựa trên sợi quang. Đây là lần đầu tiên sử dụng sợi quang trong thiết bị thương mại. Sự ra đời của bộ điều khiển sợi quang, được gọi là ESCON, giúp truyền thông tin ở tốc độ cao hơn và trong khoảng cách xa. Bộ điều khiển đồng trước đây có tốc độ dữ liệu là 4,5 Mbps với độ dài đường truyền tối đa là 400 feet. Bộ điều khiển mới hoạt động ở tốc độ 10 Mbps trong khoảng cách vài dặm.

Năm 1990, Lynn Mollinar đã chứng minh khả năng truyền tín hiệu mà không cần tái tạo với tốc độ 2,5 Gb / s trên khoảng cách khoảng 7500 km. Thông thường, tín hiệu cáp quang cần được khuếch đại và định hình lại định kỳ, khoảng 25 km một lần. Trong quá trình truyền dẫn, tín hiệu cáp quang bị mất nguồn và bị méo. Trong hệ thống Mollinar, laser hoạt động ở chế độ soliton và một sợi quang tự khuếch đại với các chất phụ gia erbi được sử dụng. Xung Soliton (phạm vi rất hẹp) không phân tán và giữ nguyên hình dạng ban đầu khi chúng truyền qua sợi quang. Cùng lúc đó, công ty Nippon Telephone & Telegraph của Nhật Bản đã đạt được tốc độ 20 Gb / s, trong một khoảng cách ngắn hơn đáng kể. Giá trị của công nghệ soliton nằm ở khả năng cơ bản là đặt một hệ thống điện thoại cáp quang dọc theo đáy Thái Bình Dương hoặc Đại Tây Dương mà không cần lắp đặt các bộ khuếch đại trung gian. Tuy nhiên, kể từ

Kể từ năm 1992, công nghệ soliton vẫn ở mức độ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và chưa được ứng dụng thương mại.

Thời đại thông tin Bốn quá trình liên quan đến thao tác thông tin

hình thành, dựa trên việc sử dụng điện tử: 1.Sbrr

2. Lưu trữ

3. Xử lý và phân tích

4. Chuyển

Để thực hiện các quá trình này, người ta sử dụng các thiết bị khá hiện đại: máy vi tính, văn phòng điện tử, mạng điện thoại nhánh, vệ tinh, truyền hình, v.v. Nhìn xung quanh, bạn có thể tìm thấy rất nhiều bằng chứng về sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới. Tốc độ tăng trưởng hàng năm của các dịch vụ trong ngành thông tin hiện nay là khoảng 15%.

Sau đây là sự thật về tầm quan trọng

Và triển vọng của điện tử trong cuộc sống hiện đại.

TRONG Hoa Kỳ năm 1988, có 165 triệu máy điện thoại, trong khi ở Năm 1950 chỉ có 39 triệu. Ngoài ra, các dịch vụ do các công ty điện thoại cung cấp đã trở nên đa dạng hơn rất nhiều.

Từ năm 1950 đến năm 1981, hệ thống dây điện thoại đã tăng từ 147 triệu dặm lên 1,1 tỷ.

TRONG Năm 1990, tổng chiều dài của các sợi quang trong hệ thống điện thoại của Hoa Kỳ là khoảng 5 triệu dặm. Đến năm 2000, nó sẽ tăng lên 15 triệu dặm. Đồng thời, khả năng của mỗi sợi tương ứng với khả năng của một số cáp đồng.

TRONG Năm 1989, khoảng 10 triệu máy tính cá nhân đã được bán ở Mỹ. Trở lại năm 1976, không có máy tính cá nhân nào cả. Bây giờ nó là một yếu tố phổ biến của thiết bị của bất kỳ văn phòng và sản xuất công nghiệp.

TRONG Hiện nay ở Hoa Kỳ, hàng ngàn cơ sở dữ liệu máy tính được cung cấp thông qua máy tính cá nhân và mạng điện thoại thông thường.

Tin nhắn fax (fax) bắt đầu chiếm ưu thế trong thư từ kinh doanh.

Hệ thống điện thoại cáp quang đầu tiên

Viễn thông và máy tính

cáp, được lắp đặt vào năm 1977, cho phép truyền thông tin

Cho đến gần đây, có một sự phân định rõ ràng

hình thành với tốc độ 44,7 Mb / giây và thương lượng

giữa những gì là một phần của hệ thống điện thoại và

đồng thời trên 672 kênh. Ngày nay hệ thống Sonet là

liên quan đến hệ thống máy tính. Ví dụ, tele-

hệ thống tiêu chuẩn trong điện thoại quang học, cho phép

các công ty nền tảng bị cấm tham gia vào thị trường máy tính

truyền thông tin với tốc độ tối đa 10 Gb / s,

nghệ gai. Ngày nay lệnh cấm chính thức vẫn có hiệu lực,

lớn hơn khoảng 200 lần so với khả năng của tùy chọn đầu tiên-

nhưng tác dụng của nó bị suy yếu đáng kể. Máy vi tính

hệ thống chesky. Đạt được và tiêu chuẩn hóa mong đợi

hiện có thể truyền dữ liệu qua đường dây điện thoại và những

tốc độ cao hơn đáng kể, chưa có

dựa trên các thành phần điện tử hiện đại.

máy tính) tín hiệu trước khi truyền. Điện thoại và com-

Tất cả các ví dụ trên đều có tính năng

Các công ty máy tính đang ngày càng cạnh tranh trên thị trường CNTT.

nguồn thông tin và phương tiện của hiệp hội của họ. Dưới thông tin

công nghệ giao phối.

tion ở đây có thể hiểu là nội dung của một cuộc điện đàm

Lý do cho việc nới lỏng lệnh cấm này là

kẻ trộm với một người bạn, và bất kỳ dự án nào. Phương tiện truyền tải thông tin

thông thoáng. Sự phát triển của công nghệ điện tử đồng nghĩa với việc đóng

chuyển từ nơi này sang nơi khác rất quan trọng về mặt có

tương tác của các hướng khác nhau của nó. Sự khác biệt giữa

lượng thông tin đầy đủ mọi nơi trên toàn quốc. Về chất lượng-

công nghệ máy tính và điện thoại thậm chí còn suy yếu hơn trong

Một ví dụ về việc truyền thông tin có thể được đưa ra như một chiếc tivi

1982 sau sự sụp đổ của AT&T, tập đoàn lớn nhất

cuộc trò chuyện trong nền với người đăng ký ở đầu bên kia

các phần trên quy mô toàn cầu. Mạng thông tin đang trở thành

quốc gia và cuộc trò chuyện giữa các văn phòng lân cận, cách nhau bằng

hệ thống đơn lẻ. Ngày càng khó xác định điều gì

bởi một cặp cửa. Các công ty điện thoại đang ngày càng sử dụng

một phần của mạng do các công ty điện thoại chịu trách nhiệm, phần nào của mạng

sử dụng các công nghệ kỹ thuật số tương tự như để truyền tải

thuộc về các công ty máy tính và công ty nào thuộc

tài sản của gia chủ.

rõ ràng, nhưng từ quan điểm của công nghệ kỹ thuật số để chuyển giao thông tin

Sự phát triển của mạng cáp ở Hoa Kỳ, cùng với sự bao gồm

chuyển dữ liệu máy tính sang các dịch vụ được cung cấp

công ty điện thoại là bằng chứng tốt nhất

xung kỹ thuật số hoặc số, hình thức của chúng tương ứng chính xác

lợi ích gắn liền với sự ra đời của thời đại thông tin.

tương ứng với dữ liệu máy tính. Loại biến đổi này

Trước đây, các công ty điện thoại cung cấp giao tiếp hai chiều

tín hiệu âm thanh sang kỹ thuật số cho phép các công ty điện thoại

giữa những người đăng ký, được gọi là POTS (Máy chủ Điện thoại Cũ Thông thường-

hố với ít biến dạng hơn để truyền tải cuộc trò chuyện. Ở hầu hết các-

tệ nạn - dịch vụ điện thoại cũ đơn giản). Hiện tại,

Trong các hệ thống điện thoại mới, nó là kỹ thuật số

nhiều dịch vụ khác đã xuất hiện, chẳng hạn như tự động

Công nghệ. Năm 1984, khoảng 34% điện thoại trung tâm

trình quay số bầu trời, máy trả lời tự động, v.v. (các dịch vụ này được gọi là PANS

các trạm đã sử dụng thiết bị truyền dẫn kỹ thuật số. ĐẾN

Dịch vụ mới khá tuyệt vời - chỉ đơn giản là mới tuyệt vời

Năm 1994, con số này tăng lên 82%. sợi quang học

dịch vụ). Các công ty điện thoại đang hướng tới việc tạo ra sự tích hợp

vô cùng tiện lợi cho viễn thông kỹ thuật số. Qua-

mạng kỹ thuật số rovannyh (Mạng kỹ thuật số dịch vụ tích hợp,

yêu cầu cao hơn về hiệu quả, độ tin cậy, tốc độ và

ISDN), được thiết kế để truyền qua mạng điện thoại của go-

hiệu quả của việc truyền dữ liệu được đảm bảo bởi đặc tính

thoại, dữ liệu và video. Loại mạng này là

hệ thống cáp quang kami.

làm cho nó có thể chuyển bất kỳ loại thông tin nào ở đó

bất cứ nơi nào và bất cứ lúc nào.

Thay thế sợi quang

Mạng WAN được thảo luận trong chương này yêu cầu một phương tiện hiệu quả để truyền thông tin. Các công nghệ truyền thống dựa trên việc sử dụng cáp đồng hoặc truyền dẫn vi sóng có những nhược điểm và hiệu suất kém hơn đáng kể so với cáp quang. Ví dụ, cáp đồng được đặc trưng bởi tốc độ truyền thông tin hạn chế và chịu ảnh hưởng của các trường bên ngoài. Truyền vi sóng, mặc dù nó có thể cung cấp tốc độ truyền dữ liệu khá cao, nhưng đòi hỏi phải sử dụng thiết bị đắt tiền và bị giới hạn trong vùng tầm nhìn. Cáp quang cho phép truyền thông tin với tốc độ cao hơn đáng kể so với cáp đồng và có chi phí hợp lý hơn và ít hạn chế hơn so với công nghệ vi sóng. Khả năng của sợi quang chỉ mới bắt đầu được nhận ra. Ngay cả bây giờ, các đường cáp quang có đặc tính vượt trội hơn so với các đường tương tự dựa trên cáp đồng, và cần lưu ý rằng khả năng công nghệ của cáp đồng có ít tiềm năng phát triển hơn so với công nghệ cáp quang đang bắt đầu phát triển. Cáp quang hứa hẹn sẽ là một phần không thể thiếu của cuộc cách mạng thông tin, cũng như là một phần của mạng cáp trên toàn thế giới.

Sợi quang sẽ ảnh hưởng đến cuộc sống của mọi người, đôi khi gần như không thể nhận thấy. Dưới đây là một số ví dụ về sự xâm nhập dễ thấy của sợi quang vào cuộc sống của chúng ta:

cáp đến nhà của bạn; kết nối thiết bị điện tử trong văn phòng của bạn với

thiết bị trong văn phòng khác; kết nối các đơn vị điện tử trong xe của bạn;

kiểm soát quy trình công nghiệp.

Cáp quang là một công nghệ mới bắt đầu phát triển, nhưng nhu cầu sử dụng nó như một phương tiện truyền dẫn cho các ứng dụng khác nhau đã được chứng minh.

dachas, và các đặc tính của sợi quang sẽ cho phép trong tương lai mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của nó.

1.2. Sự cố của máy tính điện tử.

Những chiếc máy tính vạn năng đầu tiên sử dụng bóng bán dẫn được sản xuất hàng loạt đã được phát hành đồng thời vào năm 1958 ở Mỹ, Đức và Nhật Bản. Ở Liên Xô, những chiếc máy không săm đầu tiên "Setun", "Razdan" và "Razdan 2" được tạo ra vào năm 1959-1961. Trong những năm 60, các nhà thiết kế Liên Xô đã phát triển khoảng 30 mẫu máy tính bán dẫn, hầu hết trong số đó bắt đầu được sản xuất hàng loạt. Mạnh nhất trong số đó - "Minsk 32" thực hiện 65 nghìn hoạt động mỗi giây. Toàn bộ họ máy đã xuất hiện: Ural, Minsk, BESM. BESM 6 đã trở thành người giữ kỷ lục trong số các máy tính thế hệ thứ hai, có tốc độ khoảng một triệu thao tác mỗi giây - một trong những máy tính có năng suất cao nhất trên thế giới.

Ưu tiên phát minh ra mạch tích hợp, thứ đã trở thành cơ sở phần tử của máy tính thế hệ thứ ba, thuộc về hai nhà khoa học Mỹ D. Kilby và R. Noyce, những người đã đưa ra khám phá này độc lập với nhau. Sản xuất hàng loạt mạch tích hợp bắt đầu vào năm 1962

năm, và vào năm 1964, quá trình chuyển đổi từ các nguyên tố rời rạc sang tích phân bắt đầu được thực hiện nhanh chóng. ENIAC, đã đề cập ở trên, với kích thước 9x15 mét vào năm 1971 có thể được lắp ráp trên một tấm 1,5 cm vuông. Năm 1964, IBM công bố tạo ra sáu mẫu máy tính thuộc họ IBM (System 360), chúng trở thành những chiếc máy tính đầu tiên của thế hệ thứ ba. Các mô hình có một hệ thống lệnh duy nhất và khác nhau về dung lượng RAM và hiệu suất.

Đầu những năm 70 đánh dấu sự chuyển đổi sang máy tính thế hệ thứ tư - trên các mạch tích hợp rất lớn

(VLSI). Một dấu hiệu khác của một thế hệ máy tính mới là những thay đổi đột ngột trong kiến ​​trúc.

Công nghệ của thế hệ thứ tư đã làm nảy sinh một yếu tố mới về chất lượng của máy tính - bộ vi xử lý hoặc chip (từ tiếng Anh là chip). Năm 1971, họ nảy ra ý tưởng hạn chế khả năng của bộ vi xử lý bằng cách đặt vào nó một nhóm hoạt động nhỏ, các vi chương trình phải được đưa vào bộ nhớ chỉ đọc trước. Các ước tính đã chỉ ra rằng việc sử dụng bộ nhớ chỉ đọc 16 kilobit sẽ loại bỏ 100-200 mạch tích hợp thông thường. Đây là cách mà ý tưởng về một bộ vi xử lý xuất hiện, có thể được thực hiện ngay cả trên một con chip duy nhất và chương trình có thể được ghi vào bộ nhớ của nó mãi mãi.

Đến giữa những năm 70, tình hình thị trường máy tính bắt đầu thay đổi đột ngột và bất ngờ. Hai khái niệm về sự phát triển của máy tính đã nổi bật rõ ràng. Siêu máy tính trở thành hiện thân của khái niệm đầu tiên, và máy tính cá nhân trở thành hiện thân của khái niệm thứ hai. Trong số các máy tính lớn thế hệ thứ tư dựa trên các mạch tích hợp cực lớn, các máy Krey-1 và Krey-2 của Mỹ, cũng như các mẫu Elbrus-1 và Elbrus-2 của Liên Xô, đặc biệt nổi bật. Các mẫu đầu tiên của họ xuất hiện về

đồng thời - năm 1976. Tất cả chúng đều thuộc loại siêu máy tính, vì chúng có các đặc điểm tối đa có thể đạt được về thời gian và chi phí rất cao. Vào đầu những năm 1980, hiệu suất của cá nhân

máy tính lên tới hàng trăm nghìn thao tác mỗi giây, hiệu suất của siêu máy tính đạt hàng trăm triệu thao tác mỗi giây và đội máy tính trên thế giới vượt quá 100 triệu.

đã xuất bản bài báo nổi tiếng hiện nay của Gordon Moore (Gordon Moore)

"Tràn số phần tử trên mạch tích hợp"

(“Thêm nhiều linh kiện hơn vào mạch tích hợp”), trong đó giám đốc nghiên cứu và phát triển lúc đó của Fairchild Semiconductors và đồng sáng lập tương lai của Tập đoàn Intel đã dự đoán sự phát triển của vi điện tử trong mười năm tới, dự đoán rằng số lượng phần tử trên chip vi mạch điện tử sẽ tăng gấp đôi mỗi năm. Sau đó, phát biểu trước một khán giả tại Hội nghị Thiết bị Điện tử Quốc tế năm 1975, Gaudron Moore lưu ý rằng trong thập kỷ qua, số lượng phần tử trên chip thực sự đã tăng gấp đôi mỗi năm, nhưng trong tương lai, khi độ phức tạp của chip tăng lên, gấp đôi số lượng bóng bán dẫn trong vi mạch sẽ xảy ra hai năm một lần. Dự đoán mới này cũng đã trở thành sự thật, và định luật Moore tiếp tục ở dạng này (tăng gấp đôi sau hai năm) cho đến ngày nay, có thể thấy rõ điều này qua bảng sau (Hình 1.4.) Và đồ thị

Đánh giá về bước nhảy vọt công nghệ mới nhất mà Intel đã thực hiện trong năm qua, chuẩn bị bộ vi xử lý lõi kép với số lượng bóng bán dẫn gấp đôi trên một con chip và trong trường hợp chuyển đổi từ Madison sang Montecito - con số này tăng gấp bốn lần, sau đó là định luật Moore đang quay trở lại, mặc dù trong thời gian ngắn, về dạng ban đầu - tăng gấp đôi số lượng phần tử trên chip trong một năm. Người ta có thể xem xét hệ quả của định luật đối với tốc độ xung nhịp của bộ vi xử lý, mặc dù Gordon Moore đã nhiều lần tuyên bố rằng định luật của ông chỉ áp dụng cho số lượng bóng bán dẫn trên một con chip và phản ánh