ஒரு ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் என்ன செய்கிறது?

ஒளிமின்னழுத்த கண்டுபிடிப்பாளர்கள் நமது கண்ணுக்குத் தெரியாத உலகத்தை எவ்வாறு இயக்குகிறார்கள்

உங்கள் ஸ்மார்ட்போன் எவ்வாறு தானாகவே பிரகாசத்தை சரிசெய்கிறது, தொழிற்சாலை இயந்திரங்கள் பொருட்களை பறக்க "பார்க்கின்றன" அல்லது பாதுகாப்பு அமைப்புகள் யாரோ ஒருவர் நெருங்கி வருவதை எவ்வாறு அறிவார்கள் என்று எப்போதாவது யோசித்திருக்கிறீர்களா? இந்த சாதனைகளுக்குப் பின்னால் உள்ள பாராட்டப்படாத ஹீரோ ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் - ஒளியை செயல்படக்கூடிய நுண்ணறிவாக மாற்றும் ஒரு சாதனம்.

சரி, என்னசரியாகஒரு ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் செயல்படுமா?

அதன் மையத்தில், ஒரு ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் என்பது ஒரு சாதனம் ஆகும், அதுஒளி சமிக்ஞைகளை (ஃபோட்டான்கள்) மின் சமிக்ஞைகளாக (மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தம்) மாற்றுகிறது.. ஒளியில் ஏற்படும் மாற்றங்களை - பீம் தடுக்கப்பட்டதா, பிரதிபலிக்கப்பட்டதா அல்லது அதன் தீவிரம் மாறுகிறதா என்பதை - உணர்ந்து, அந்தத் தகவலை உடனடியாக இயந்திரங்கள், கணினிகள் அல்லது கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் புரிந்துகொண்டு செயல்படக்கூடிய மின் வெளியீடாக மாற்றும் ஒரு சிறிய மொழிபெயர்ப்பாளராக இதை நினைத்துப் பாருங்கள். இந்த அடிப்படைத் திறன், முதன்மையாக அடிப்படையாகக் கொண்டதுஒளிமின் விளைவு(சில பொருட்களை ஒளி தாக்கும் போது எலக்ட்ரான்கள் தளர்ந்துவிடும்), அவற்றை எண்ணற்ற பயன்பாடுகளுக்கு நம்பமுடியாத பல்துறை "கண்கள்" ஆக்குகிறது.

இந்த "ஒளி உணரிகள்" உண்மையில் எப்படி வேலை செய்கின்றன?

பெரும்பாலான ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பாளர்கள் மூன்று முக்கிய பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளனர்:

1. ஒளி மூலம் (உமிழ்ப்பான்):பொதுவாக ஒரு LED (தெரியும் சிவப்பு, பச்சை அல்லது அகச்சிவப்பு) அல்லது ஒரு லேசர் டையோடு, ஒரு குவிக்கப்பட்ட ஒளிக்கற்றையை அனுப்புகிறது.
2. பெறுநர்:பொதுவாக ஒரு ஃபோட்டோடையோடு அல்லது ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர், உமிழப்படும் ஒளியைக் கண்டறிந்து அதன் இருப்பு, இல்லாமை அல்லது தீவிரத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தை மின் மின்னோட்டமாக மாற்றுவதற்காக கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
3. கண்டறிதல் சுற்று:பெறுநரின் சிக்னலைச் செயலாக்கும் மூளை, சத்தத்தை வடிகட்டி, சுத்தமான, நம்பகமான வெளியீட்டைத் தூண்டுகிறது (சுவிட்சை ஆன்/ஆஃப் செய்வது அல்லது தரவு சிக்னலை அனுப்புவது போன்றவை).

அவர்கள் வெவ்வேறு "பார்வை" முறைகளைப் பயன்படுத்தி பொருள்கள் அல்லது மாற்றங்களைக் கண்டறிகிறார்கள்:

• பீம் வழியாக (பரிமாற்றம்):உமிழ்ப்பான் மற்றும் பெறுநர் ஒன்றையொன்று எதிர்கொள்கின்றன. ஒரு பொருள் கண்டறியப்படும்போது அதுதொகுதிகள்ஒளிக்கற்றை. மிக நீண்ட தூரத்தையும் (10+ மீட்டர்) அதிக நம்பகத்தன்மையையும் வழங்குகிறது.
• பின்னோக்கிப் பிரதிபலிப்பு:உமிழ்ப்பான் மற்றும் பெறுநர் ஒரே அலகில், ஒரு சிறப்பு பிரதிபலிப்பாளரை நோக்கி உள்ளன. ஒரு பொருள் கண்டறியப்படும்போது அதுஇடைவேளைகள்பிரதிபலித்த கற்றை. த்ரூ-பீமை விட எளிதான சீரமைப்பு ஆனால் மிகவும் பளபளப்பான பொருட்களால் ஏமாற்றப்படலாம்.
• பரவலான பிரதிபலிப்பு:உமிழ்ப்பான் மற்றும் பெறுநர் ஒரே அலகில், இலக்கை நோக்கிச் செல்கின்றனர். பொருள் கண்டறியப்படும்போது அது கண்டறியப்படுகிறதுபிரதிபலிக்கிறதுஉமிழப்படும் ஒளியை மீண்டும் பெறுநருக்கு அனுப்புதல். தனி பிரதிபலிப்பான் தேவையில்லை, ஆனால் கண்டறிதல் பொருளின் மேற்பரப்பைப் பொறுத்தது.
• பின்னணி ஒடுக்கம் (BGS):ஒரு சிறந்த பரவல் வகை. முக்கோணத்தைப் பயன்படுத்தி, அதுமட்டும்ஒரு குறிப்பிட்ட, முன்னமைக்கப்பட்ட தூர வரம்பிற்குள் உள்ள பொருட்களைக் கண்டறிந்து, அதற்கு அப்பால் உள்ள எதையும் அல்லது இலக்குக்கு மிக அருகில் உள்ள எதையும் புறக்கணிக்கிறது.

அவை ஏன் எல்லா இடங்களிலும் உள்ளன? முக்கிய நன்மைகள்:

ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான்கள் பல உணர்திறன் பணிகளில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, ஏனெனில் அவை தனித்துவமான நன்மைகளை வழங்குகின்றன:

• தொடர்பு இல்லாத உணர்தல்:அவர்கள் பொருளைத் தொட வேண்டிய அவசியமில்லை, இதனால் சென்சார் மற்றும் மென்மையான பொருட்கள் இரண்டிலும் தேய்மானம் தடுக்கப்படுகிறது.
• நீண்ட கண்டறிதல் வரம்புகள்:குறிப்பாக த்ரூ-பீம் வகைகள், தூண்டல் அல்லது கொள்ளளவு உணரிகளை விட மிக அதிகம்.
• மின்னல் வேக பதில்:மின்னணு கூறுகள் மைக்ரோ விநாடிகளில் வினைபுரிகின்றன, அதிவேக உற்பத்தி வரிகளுக்கு ஏற்றது.
• பொருள் அக்னோஸ்டிக்:மெய்நிகராகக் கண்டறிஎதையும்- உலோகம், பிளாஸ்டிக், கண்ணாடி, மரம், திரவம், அட்டை - உலோகத்தை மட்டுமே உணரும் தூண்டல் உணரிகளைப் போலல்லாமல்.
• சிறிய பொருள் கண்டறிதல் & உயர் தெளிவுத்திறன்:சிறிய பகுதிகளையோ அல்லது துல்லியமான நிலைகளையோ உணர முடியும்.
• நிறம் மற்றும் மாறுபாடு பாகுபாடு:குறிப்பிட்ட ஒளி அலைநீளங்களை அவை எவ்வாறு பிரதிபலிக்கின்றன அல்லது உறிஞ்சுகின்றன என்பதைப் பொறுத்து பொருட்களை வேறுபடுத்த முடியும்.

நீங்கள் அவர்களை செயலில் காணக்கூடிய இடம் (நிஜ உலக தாக்கம்):

பயன்பாடுகள் மிகப் பெரியவை மற்றும் கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு துறையையும் தொடுகின்றன:

• தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன் (பவர்ஹவுஸ்):கன்வேயர்களில் தயாரிப்புகளை எண்ணுதல், பாட்டில் மூடிகள் இயக்கப்பட்டுள்ளதா என்பதை சரிபார்த்தல், லேபிள்களைக் கண்டறிதல், ரோபோ கைகளை நிலைநிறுத்துதல், பேக்கேஜிங் நிரப்பப்பட்டுள்ளதா என்பதை உறுதி செய்தல், அசெம்பிளி லைன்களைக் கண்காணித்தல். அவை நவீன உற்பத்தி செயல்திறனுக்கு அடிப்படையானவை.
• பாதுகாப்பு & அணுகல் கட்டுப்பாடு:தானியங்கி கதவு உணரிகள், ஊடுருவல் கண்டறிதல் கற்றைகள், மக்களை எண்ணும் அமைப்புகள்.
• நுகர்வோர் மின்னணு பொருட்கள்:ஸ்மார்ட்போன் சுற்றுப்புற ஒளி உணரிகள், டிவி ரிமோட் கண்ட்ரோல் ரிசீவர்கள், ஆப்டிகல் எலிகள்.
• தானியங்கி:தானியங்கி வைப்பர்களுக்கான மழை உணரிகள், பாதுகாப்பு அமைப்புகளில் தடைகளைக் கண்டறிதல், ஹெட்லைட் கட்டுப்பாடு.
• சுகாதாரம்:முக்கிய கூறுகள்புகை கண்டுபிடிப்பான்கள்காற்று மாதிரிகளை பகுப்பாய்வு செய்தல்,பல்ஸ் ஆக்சிமீட்டர்கள்இரத்த ஆக்ஸிஜனை அளவிடுதல், மேம்பட்ட CT ஸ்கேனர்கள் போன்ற மருத்துவ இமேஜிங் உபகரணங்கள்.
• தொடர்புகள்:ஒளி துடிப்புகளை மீண்டும் மின் தரவு சமிக்ஞைகளாக மாற்ற ஃபைபர் ஆப்டிக் நெட்வொர்க்குகள் ஃபோட்டோடெக்டர்களை நம்பியுள்ளன.
• ஆற்றல்:சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும் சூரிய மின்கலங்கள் (ஒரு வகை ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான்).

எதிர்காலம் பிரகாசமாக இருக்கிறது: அடுத்து என்ன?

ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் தொழில்நுட்பம் இன்னும் நிற்கவில்லை. அதிநவீன முன்னேற்றங்கள் எல்லைகளைத் தாண்டி வருகின்றன:

• தீவிர மினியேச்சரைசேஷன்:கலப்பின நானோ இழைகள் மற்றும் சிலிக்கான் நானோ கம்பிகள் போன்ற நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்தி சிறிய, வண்ண உணர்திறன் கொண்ட கண்டுபிடிப்பாளர்களை உருவாக்குதல்.
• மேம்படுத்தப்பட்ட செயல்திறன்:2D/3D ஹெட்டோரோஸ்ட்ரக்சர் பொருட்கள் (MoS2/GaAs, கிராஃபீன்/Si போன்றவை) அதிவேக, அதி-உணர்திறன் கொண்ட டிடெக்டர்களை செயல்படுத்துகின்றன, சவாலான UV ஒளிக்கும் கூட.
• சிறந்த செயல்பாடு:உள்ளமைக்கப்பட்ட நிறமாலை பகுப்பாய்வு (ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங்) அல்லது சிறந்த தகவல் பிடிப்புக்கான துருவமுனைப்பு உணர்திறன் கொண்ட டிடெக்டர்கள்.
• பரந்த பயன்பாடுகள்:மருத்துவ நோயறிதல், சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, குவாண்டம் கணினி மற்றும் அடுத்த தலைமுறை காட்சிகளில் புதிய சாத்தியங்களை செயல்படுத்துதல்.

சந்தை ஏற்றம்: தேவையைப் பிரதிபலிக்கிறது

ஆட்டோமேஷன் மற்றும் ஸ்மார்ட் தொழில்நுட்பங்களில் ஏற்பட்டுள்ள அசுர வளர்ச்சி, ஒளிமின்னழுத்தக் கண்டுபிடிப்பான் சந்தையை நேரடியாகத் தூண்டுகிறது. மதிப்பிடப்பட்டது2022 இல் 1.69 பில்லியன் அமெரிக்க டாலர்கள், இது ஒரு அதிர்ச்சியூட்டும் அளவிற்கு உயரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது2032 ஆம் ஆண்டுக்குள் 4.47 பில்லியன் அமெரிக்க டாலர்கள், 10.2% கூட்டு வருடாந்திர வளர்ச்சியுடன் வளரும்.திஆசிய-பசிபிக் பிராந்தியம்மிகப்பெரிய உற்பத்தி ஆட்டோமேஷன் மற்றும் மின்னணு உற்பத்தியால் இயக்கப்படும் இந்த வேகத்தில் முன்னணியில் உள்ளது. ஹமாமட்சு, ஓஎஸ்ஆர்ஏஎம் மற்றும் லைட்டோன் போன்ற முக்கிய நிறுவனங்கள் இந்த அதிகரித்து வரும் தேவையை பூர்த்தி செய்ய தொடர்ந்து புதுமைகளை கண்டுபிடித்து வருகின்றன.