Hva er kvanteelektronikk?

I området kvanteelektronikk studerer forskere samspillet mellom stråling og materie på kvantenivå.Ved å bruke kunnskap fra elektronikk og fysikk, har forskere på dette feltet gjort mange fremskritt innen optikk og radiofysikk.Maskiner som lysforsterkning ved stimulert utslipp av stråling (laser) og mikrobølgeovnforsterkning ved stimulert utslipp av stråling (MASER) er spesielt nyttige innen kvanteelektronikk.

Kvanteteori aksepteres av forskere for å være den grunnleggende teorien forFysikk som forener alle fysiske enheter.Som sådan kan enhver elektronisk enhet anses å være en kvante elektronisk enhet.De fleste forskere forstår imidlertid kvante elektroniske enheter for å bare være de enhetene som stimulerer overganger mellom kvanteenerginivåer.Lasere og masere er de primære enhetene som brukes i kvanteelektronikk, ettersom hver av disse fokuserer energi til en tett, fokusert bjelke.Transistorer og superledere kan bruke prinsippene for kvantemekanikk, men de anses vanligvis ikke å være kvante elektroniske enheter.

I kvanteelektronikk er overgangene mellom kvanteenerginivåer av spesiell import.Atomer, molekyler og andre kvantesystemer inneholder eksiterte partikler.Disse systemene kan bare inneholde visse, strengt definert, mengder energi.Når et system avgir elektromagnetisk stråling, i form av lys- eller radiobølger, beveger det seg fra et høyere energinivå til et lavere.Lasere og masere kan brukes til å begeistre disse atomene eller molekylene i høyere energi tilstander.

Lasere er en av hovedenhetene som brukes i kvanteelektronikk.Disse maskinene stråler lysbølger i en fokusert bjelke i et smalt strålingsområde.Dette gjør lyset som en laser avgir monokromatisk, mens de fleste lyskilder avgir flere lysfarger, selv om lyset ser ut til at øyet bare inneholder en farge.

Lasere er viktige både i forskning og å løse praktiske problemer.Lyset fra en laser diffunderer ikke varme og mangler en elektrisk ladning.En laser kan operere innenfor etsende gasser og i et vakuum.De er nyttige for å måle avstand med stor nøyaktighet, optisk kommunikasjon og termonukleær fusjon.

Et annet verktøy som ofte brukes i kvanteelektronikk er maseren.Disse enhetene avgir mikrobølgestråling i en fokusert bjelke.Hyppigheten av disse mikrobølgene er stabil og forverres ikke så lett som standard mikrobølger gjør.Påføringen av denne maskinen lar kommunikasjonstårn som avgir lydbølger i mikrobølgeovnstrålingsområdet for å sende informasjon over store avstander med liten forvrengning.