Чи можу я перетворити радіохвилі у світло?


31

У Вікіпедії сказано, що частота світла становить 300 ТГц. Я зробив передавач радіохвиль, який передає близько 100 МГц.

Якщо я збільшую частоту передавача до 300 ТГц, чи буде антена виробляти іскру чи світло?

Чи можу я зробити цю схему практично o_O? Чи є транзистор чи ІС, які можуть коливати 300 ТГц? Чи можу я знайти індуктивність (котушку) pH 0,0025 та конденсатор 1 пФ?

Я знаю, що це питання фантастики, але, будь ласка, не смійся з мене :)


14
Просто біжіть швидко і використовуйте ефект синього зсуву ..
ПлазмаHH

3
Можливий дублікат запитання, який я задав на physics.stack-exchange
Коннор Вольф,

7
Мені подобається думати про світлодіод як котушку 2,5fF молекулярного розміру послідовно з конденсатором 1pH та діодом. ;-)
Майкл

Це дуже гарне запитання.
Завжди плутати

Відповіді:


16

300THz передавач? (смуга між інфрачервоними та мікрохвильовими печами) - з великою кількістю технологій та вмію, як можливо. Див. Http://www.rpi.edu/terahertz/about_us.html

Транзистор 300THz / IC - немає.

Використовувати на цих частотах дискретні індуктори та конденсатори? Ні. На дуже високих частотах звичайні конденсатори та індуктори замінюються іншими пристроями (див. Резонансні порожнини)

введіть тут опис зображення

Теоретично існує лише одна основна відмінність між "фотоном" радіохвиль, світловими хвилями, далекими інфрачервоними хвилями, мікрохвилями, ультрафіолетовими хвилями, рентгенівськими променями тощо. Ця різниця полягає в енергії фотона . Цю енергію можна обчислити за простою формулою:

                                       E = hf  

де E = енергія в джоулях, h = константа Планка (6,626 × 10−34 Дж · с) і f - частота фотона.

Якщо стиснути числа, ви побачите, що енергія фотонів радіохвилі в мільйони разів менша, ніж енергія фотона видимого світла.

"Передавачі" світла, що випромінюють світло (в оптичні пристрої) використовують електрони, що переходять з одного енергетичного рівня на інший, а не використовують "налаштовану схему". Виявляється, енергетичний проміжок - це саме потрібна кількість, щоб дати фотон видимого світла. Немає «жодної технології, яка підходить усім», яка може виробляти фотони різної частоти (енергії) у всьому спектрі. Навіть твердотільні пристрої стають більш екзотичними, коли ви вимагаєте більш високих і більш високих частот, а плати починають набувати появи складної сантехніки.

Чи можна це зробити?

Можливо, Нові розробки в галузі нанотехнологій цілком можуть виробляти єдиний пристрій, здатний перетворювати енергію з радіохвильових фотонів у TeraHertz, інфрачервоні або видимі світлові фотони тощо. Вони вже розробили нанотрубні передавачі та приймачі за допомогою графену.

див. http://berkeley.edu/news/media/releases/2007/10/31_NanoRadio.shtml

На жаль, на даний момент мій кришталевий куля знаходиться на фріц, тому я його не бачу в майбутньому.


Я не експерт, але лазери з вільним електроном можуть бути якимось чином найближчим до звичайного радіопередавача в оптичному світі, оскільки вони переконують купу незв'язаних електронів взаємодіяти один з одним таким чином, щоб резонувати на частотах світла (або в будь-якому місці від мікрохвильової до рентгенівської).
варення

24

Чи можу я зробити цю схему практично o_O?
Чи є транзистор чи ІС, які можуть коливати 300 ТГц?
Чи можу я знайти індуктивність (котушку) pH 0,0025 та конденсатор 1 пФ?

Не зовсім, ні, і ні. Але це напрямок активних досліджень: Правда про Терагерц .

Основний принцип налаштованого радіовипромінювача LC - резонанс. Методики отримання високочастотних настроєних сигналів на більш високих частотах також базуються на резонансі, але, оскільки частота вище, резонансні елементи повинні бути значно меншими. Вам також потрібна якась система для посилення сигналу, маючи на увазі, що терагерц вище робочої швидкості майже всіх транзисторів. Ви можете налаштувати світло певної частоти, використовуючи LASER (посилення світла за рахунок стимуляції випромінювання випромінювання), що також є резонансним процесом. Проміжні частоти можуть бути вироблені пристроєм під назвою Клістрон, який знаходиться в половині між вакуумною трубкою та лазером.


5
+1 для хорошої оцінки. Ви також можете зв’язатись з активними науково-дослідними лабораторіями. Я відвідав лабораторію терагерца в ОСУ ( "ТГц-спектроскопія на бюджет" ) і почув, що в іншій ОСУ існує лабораторія терагерц, а також інша, інша ОСУ .
davidcary

7

Це може бути можливо, але я не знаю практичних пристроїв, які працюють таким чином. Якщо ви шукаєте ймовірні терміни, ви знайдете деяку роботу, але більше відповідно до експериментів з фізики, ніж електроніки. Транзистори, як правило, припиняють посилення на частоті нижче 100 ГГц навіть для дійсно хороших транзисторів SiGe IC.

У зворотному напрямку є (на зразок) практичні пристрої виявлення світла, які використовують нано-антенний масив. Я бачив деяку роботу в Німеччині, яка виглядала перспективною, і я впевнений, що це не єдиний інститут, який працює над цим. Простіше переходити від світла до постійного струму, ніж від постійного струму до світла.


1
"Легше переходити від світла до постійного струму, ніж від постійного струму до світла". Як щодо лампочки, підключеної до акумулятора? : P (гаразд, занадто легкий жарт)
Doombot

@ Doombot- ха-ха. Але не з антенним масивом, якщо ви не отримаєте антени по-справжньому, дуже гарячі. ;-)
Spehro Pefhany

5

Електрооптичний модулятор робить те , що я думаю , що ви питаєте. Ось витяг із вікі:

Електрооптичний модулятор (EOM) - це оптичний пристрій, в якому для модуляції пучка світла використовується керований сигналом елемент, що проявляє електрооптичний ефект. Модуляція може бути накладена на фазу, частоту, амплітуду або поляризацію променя. Модулі пропускної здатності модуляції, що поширюються на діапазон гігагерців, можливі за допомогою модуляторів, керованих лазером.

Як бачите, AM, FM або PM є досяжними.


1
Він хоче фактично створювати світло, а не просто модулювати існуюче світло. Це поза сферою електроніки, незважаючи на характеристики, написані нобі, які задають еквівалент пропускної здатності "від дня до денного світла" (і нульового шуму та спотворень).
Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, Добре, якщо ви працюєте на FM, ви отримуєте трохи "нового" світла в бічних смугах. Але досягти від 100 МГц до 300 ТГц таким чином буде навіть важче, ніж подвоєння на весь шлях. : ^)
Джордж Герольд

@GeorgeHerold AO модулятори цікаві. Було б непогано знати, як Філ Х. про цей матеріал. Ви можете робити цікаві інтерферометрії з інтерферометрією з підхвильовою петлею.
Spehro Pefhany

3

Хм, ну є нелінійні кристали, за допомогою яких можна змішувати "світло" різної довжини хвилі. Пошук ОПА (оптичних параметричних підсилювачів). Але потрібно починати зі світла ... лазера. Я думаю, в принципі ви можете почати зі 100 МГц і подвоїти до 300 ТГц, але це багато вдвічі: ^) Якщо я трохи розтягнув ваше запитання і запитав, як перетворити електрони у світло ... (не в атом) Тоді Я б подумав про прискорювачі, де ви отримуєте синхротронне випромінювання. А в кінці електронного пучка можна побудувати вільний електронний лазер. (Роки тому я працював у FEL, не дуже видно (3-10 мкм), але ви могли це бачити, коли він пробивав дірки в речах.)

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.