Dè a bhios lorgaire foto-electric a’ dèanamh?

Mar a bhios lorgairean foto-eileagtronaigeach a’ toirt cumhachd don t-saoghal neo-fhaicsinneach againn

An robh thu a-riamh a’ faighneachd ciamar a bhios am fòn cliste agad ag atharrachadh soilleireachd gu fèin-ghluasadach, innealan factaraidh a’ “faicinn” thoraidhean ag itealaich seachad, no siostaman tèarainteachd a’ tuigsinn gu bheil cuideigin a’ tighinn faisg? Is e an gaisgeach gun ainm air cùl nan euchdan seo an lorgaire foto-dealain - inneal a bhios ag atharrachadh solas gu fiosrachadh a ghabhas obrachadh.

Mar sin, dèGu dìreachA bheil lorgaire foto-electric a’ dèanamh?

Aig a chridhe, 's e inneal a th' ann an lorgaire foto-electric aa’ tionndadh comharran solais (fotonan) gu comharran dealain (sruth no bholtaids)Smaoinich air mar eadar-theangair beag bìodach, a’ faireachdainn atharrachaidhean ann an solas – ge bith a bheil am beam air a bhacadh, air a fhilleadh, no a bheil an dian aige ag atharrachadh – agus sa bhad ag atharrachadh an fhiosrachaidh sin gu toradh dealain as urrainn do innealan, coimpiutairean, no siostaman smachd a thuigsinn agus gnìomh a dhèanamh air. Tha an comas bunaiteach seo, stèidhichte sa mhòr-chuid air anbuaidh foto-dealain(far a bheil solas a’ bualadh air stuthan sònraichte a’ bualadh dealanan às an aonais), gan dèanamh nan “sùilean” air leth ioma-chruthach airson iomadh cleachdadh.

Ciamar a tha na “mothachairean solais” seo ag obair dha-rìribh?

Tha trì prìomh phàirtean aig a’ mhòr-chuid de lorgairean foto-dealain:

1. An Stòr Solais (Emitter):Mar as trice LED (dearg, uaine no infridhearg ri fhaicinn) no dà-ode laser, a’ cur a-mach beam solais fòcasach.
2. An Glacadair:Mar as trice foto-diode no foto-transistor, air a dhealbhadh gu mionaideach gus an solas a tha air a sgaoileadh a lorg agus a làthaireachd, a neo-làthaireachd no atharrachadh ann an dian a thionndadh gu sruth dealain.
3. An Cuairt Lorgaidh:Na h-eanchainnean a bhios a’ giullachd comharra a’ ghlacadair, a’ sìoladh a-mach fuaim agus a’ brosnachadh toradh glan, earbsach (leithid suidse a thionndadh air/dheth no comharra dàta a chuir).

Bidh iad a’ lorg nithean no atharrachaidhean le bhith a’ cleachdadh diofar dhòighean “seallaidh”:

• Tro-Bheam (Tar-chur):Tha an sgaoileadair agus an glacadair mu choinneamh a chèile. Lorgar nì nuair a bhios eblocaicheana’ ghath solais. A’ tabhann an raon as fhaide (10+ meatairean) agus an earbsachd as àirde.
• Ath-fhaileasach:Tha an sgaoileadair agus an glacadair san aon aonad, mu choinneamh frith-sholaraiche sònraichte. Lorgar nì nuair a bhios ebriseadhan gath ath-fhillte. Co-thaobhadh nas fhasa na gath troimhe ach faodar a mhealladh le nithean glè shoilleir.
• Meòrachail Sgaoilte:Tha an sgaoileadair agus an glacadair san aon aonad, a’ comharrachadh a dh’ionnsaigh na targaid. Lorgar an nì nuair a bhios ea’ nochdadhan solas a thèid a sgaoileadh air ais chun ghlacadair. Chan eil feum air frith-sholaiseadair air leth, ach tha an lorg an urra ri uachdar an nì.
• Casg Cùl-fhiosrachaidh (BGS):Seòrsa sgaoilte nas glice. A’ cleachdadh triantanachadh, tha ea-mhàina’ lorg nithean taobh a-staigh raon astar sònraichte, ro-shuidhichte, a’ seachnadh rud sam bith nas fhaide air falbh no ro fhaisg air cùl na targaid.

Carson a tha iad anns a h-uile àite? Prìomh bhuannachdan:

Bidh lorgairean foto-eileagtraigeach a’ faighinn làmh an uachdair air mòran ghnìomhan mothachaidh oir tha buannachdan sònraichte aca:

• Mothachadh neo-chonaltraidh:Chan fheum iad an nì a bhualadh, a’ cur casg air caitheamh is reubadh air an sensor agus air nithean fìnealta.
• Raonan Lorgaidh Fada:Gu sònraichte seòrsaichean tro-bhìom, fada nas fheàrr na mothachairean ionduchtach no comasach.
• Freagairt luath-dealanaich:Bidh co-phàirtean dealanach ag ath-fhreagairt ann am microdiogan, foirfe airson loidhnichean cinneasachaidh aig astar luath.
• Neo-eisimeileach bho stuthan:Lorg gu brìgheilrud sam bith– meatailt, plastaig, glainne, fiodh, leaghan, cairt-bhòrd – eu-coltach ri mothachairean inntrigidh nach eil a’ mothachadh ach meatailt.
• Lorgaireachd Rudan Beaga & Fuasgladh Àrd:Comasach air pàirtean beaga bìodach no suidheachaidhean mionaideach a mhothachadh.
• Eadar-dhealachadh dath is eadar-dhealachaidh:Faodaidh iad nithean a dhealachadh a rèir mar a bhios iad a’ nochdadh no a’ gabhail a-steach tonnan solais sònraichte.

Càite an lorg thu iad ann an gnìomh (Buaidh air an t-saoghal fhìor):

Tha na tagraidhean farsaing agus a’ buntainn ri cha mhòr a h-uile gnìomhachas:

• Fèin-ghluasad Gnìomhachais (An Taigh-cumhachd):A’ cunntadh thoraidhean air giùlan, a’ dearbhadh gu bheil ceapan botal orra, a’ lorg bileagan, a’ suidheachadh gàirdeanan robotach, a’ dèanamh cinnteach gu bheil am pacaigeadh air a lìonadh, a’ cumail sùil air loidhnichean cruinneachaidh. Tha iad bunaiteach do èifeachdas saothrachaidh an latha an-diugh.
• Tèarainteachd & Smachd Ruigsinneachd:Braitearan dorais fèin-ghluasadach, gathan lorg ionnsaigh, siostaman cunntaidh dhaoine.
• Leictreonaic Luchd-cleachdaidh:Braitearan solais mun cuairt airson fònaichean sgairteil, glacadairean smachd iomallach Tbh, luchagan optaigeach.
• Carbadan:Braitearan uisge airson sguaban fèin-ghluasadach, lorg chnapan-starra ann an siostaman sàbhailteachd, smachd solais-cinn.
• Cùram slàinte:Pàirtean deatamach ann anlorgairean ceòa’ dèanamh anailis air sampallan adhair,ocsaimeadaran cuislea’ tomhas ocsaidean san fhuil, uidheam ìomhaighean meidigeach leithid sganairean CT adhartach.
• Conaltradh:Bidh lìonraidhean snàth optaigeach an urra ri lorgairean-solais gus cuislean solais a thionndadh air ais gu comharran dàta dealain.
• Lùth:Ceallan grèine (seòrsa de lorgaire fòto-bholtaigeach) ag atharrachadh solas na grèine gu dealan.

Tha an àm ri teachd soilleir: Dè tha ri thighinn?

Chan eil teicneòlas lorgairean foto-dealain a’ seasamh gun ghluasad. Tha adhartasan ùr-nodha a’ putadh chrìochan:

• Miniaturachadh anabarrach:Leasachadh lorgairean beaga bìodach a tha mothachail air dath a’ cleachdadh nano-stuthan leithid nano-shnàithleanan measgaichte agus nano-uèirichean silicon.
• Coileanadh Leasaichte:Stuthan heterostructar 2D/3D (leithid MoS2/GaAs, Graphene/Si) a’ comasachadh lorgairean aig astar fìor àrd agus aig astar fìor mhothachail, eadhon airson solas UV dùbhlanach.
• Gnìomhachd nas glice:Lorgairean le mion-sgrùdadh speactram togte (ìomhaighean hyperspectral) no cugallachd polarachaidh airson glacadh fiosrachaidh nas beairtiche.
• Tagraidhean nas fharsainge:A’ comasachadh chothroman ùra ann an breithneachadh meidigeach, sgrùdadh àrainneachdail, coimpiutaireachd cuantamach, agus taisbeanaidhean an ath ghinealaich.

Àrdachadh Margaidh: A’ nochdadh an Iarrtas

Tha am fàs spreadhaidh ann an fèin-ghluasad agus teicneòlasan snasail a’ cur connadh dìreach air margaidh lorgairean foto-dealain. Luach aigUSD 1.69 Billean ann an 2022, thathar an dùil gun èirich e gu ìre iongantachUSD 4.47 Billean ro 2032, a’ fàs aig CAGR làidir de 10.2%AnRoinn Àisia-Pacific, air a stiùireadh le fèin-ghluasad mòr saothrachaidh agus cinneasachadh eileagtronaigeach, a tha a’ stiùireadh na h-obrach seo. Tha prìomh chluicheadairean mar Hamamatsu, OSRAM, agus LiteON an-còmhnaidh ag ùr-ghnàthachadh gus coinneachadh ris an iarrtas àrd seo.