Laser boll (2 / 12 steg)

Steg 2: från glödlampor till laser...

Laser ledare:
Lasrar fängslade människors fantasi för år, i själva verket, 2010 markerade 50-årsdagen av uppfinningen av laser (väg att gå laser!). Sedan dess har har lasrar utvecklats till en industri av både underhållning och vetenskap, och genererade otaliga nya innovationer över hela världen. Jag hade bara korsade vägar med laserpekare tillfälle innan jag började min engineering karriär (.. .och av kurs jag unkowningly använt dem i saker som DVD-spelare, men som inte riktigt räknas...). Men det dröjde inte länge innan jag kunde förstå varför lasrar representerade något mycket mer än bara en ersättare till en pekar-stick.

För mig, det var inte förrän jag förstått begreppet etendue och semiconductor manufacturing att jag skulle verkligen uppskatta, inte bara potentialen som laser, men varför det förblir ett evigt verktyg för kommande generationer. Så först vill jag kortfattat begreppet etendue.

Etendue är en rolig lite franska ordet som översätts till något som "extended" eller "expansiv". Men den beskriver en mycket grundläggande idé; något i stil med hur ljus sprids ut från dess källa och lyser upp över en volym, (... som är Wikipedias definition, i alla fall) men den idén med etendue är mycket enklare att förstå.

Låt oss föreställa oss tillbaka runt 1880, Edison undanstoppad i hans labb tester glödtrådar för hans lampa, varje glödtråd han testade glöd hett som El avslutar sin krets. Den mjuka varma ljus som genereras från hans små glödlampor är på gång ett mycket djupgående sätt att generera ljus men om du tänker på den... det är ganska rå... (Varning: överdrift framåt) är det likvärdigt med poppar en ballong för att skapa en vind eller använda en pinne dynamit för att gräva ett hål... Visst det är ett sätt att göra det men det gör en röra, ljus går överallt, du är täckt av ljus och det finns inget sätt att rensa upp! (.. .etendue är i princip den optiska motsvarar den andra huvudsats... du kan inte skapa mer energi än du sätta in i systemet, så även om du lägger till speglar och lins i etendue kan aldrig vara... minskade dess invariant!)

Så låt oss ändra scenariot, nu har vi fått en laser och vi kan bild det surrande ut ett litet hål och skytte över utrymme som en penna tunn stråle av ljus. Det är verkligen mycket ren ute, men vad vi ändra? Jo vi gjorde ett par saker, i enkla termer: 1) vi gjorde allt ljus en enda våglängd/färg och 2) minskade etendue av ljust med många, många storleksordningar, (... vi pratar massor av nollor här folk), ljuset har hög optisk effekt, som avges från en liten källa, och väl definierade i vinkel. Vi har ljusstrålar spela tillsammans i harmoni, synkroniserade och smidig, snarare än en dissonanta samling av strålar sprängning ut anteckningar av dissonanta frekvenser i alla riktningar.

Med en laser har vi i princip fångat Anden i flaskan; ett sätt att göra ljus i ren form, en perfekt slät böljande våg av ljus vars kollektion av strålarna färdas i en riktning i perfekt synkronisering. Detta innebär en laser är mer eller mindre ljus destilleras till dess grundläggande beståndsdel och förpackad för att göra det enkelt kontrolleras och distribueras; Det är Henry Fords löpande band blandade med 1 och 0 i en mikroprocessor... så det är där semiconductor manufacturing kommer in.

Semiconductor manufacturing har skapat en värld byggd på kisel. Den särskilt fantastiska aspekten (och det finns många) om semiconductor manufacturing behandlingen är dess unika förmåga att skala produktion och tillverkning. Detta är vad som skiljer laser från glödlampan. Lasern är chipset belysning världen (med sin lillebror LED). Lasrar kan tillverkas på ett sätt som rival bästa mobilkamera, mikroprocessor eller accelerometer. Semiconductor manufacturing är en batch-bearbetning teknik så enskilda lasrar kan monteras snabbt och billigt på samma sätt miljoner av mikrochips byggs varje år. Vakuumrör dog med tillkomsten av transistorn och så skall för glödlampan.

Så detta är därför laser (och vi ser det redan med lysdioder) kommer att dyka upp som en ny standard för för belysning. Lasrar till framtiden!