क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स
क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में, वैज्ञानिक क्वांटम स्तर पर विकिरण और पदार्थ की बातचीत का अध्ययन करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स और भौतिकी के ज्ञान का उपयोग करते हुए, इस क्षेत्र के वैज्ञानिकों ने प्रकाशिकी और रेडियो भौतिकी में कई प्रगति की है। क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में विशेष रूप से उपयोगी रेडिएशन (लेजर) के स्टिम्युलेटेड एमिशन (लेज़र) और माइक्रोवेव एम्प्लीफिकेशन बाय स्टिम्युलेटेड एमिशन द्वारा लाइट एम्प्लीफिकेशन जैसी मशीनें विशेष रूप से उपयोगी हैं।
क्वांटम सिद्धांत को भौतिक विज्ञान का मूल सिद्धांत माना जाता है जो सभी भौतिक उपकरणों को एकजुट करता है। जैसे, किसी भी इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस को क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस माना जा सकता है। हालांकि, अधिकांश वैज्ञानिक, क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को केवल उन उपकरणों को समझते हैं जो क्वांटम ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण को उत्तेजित करते हैं। लेजर और मैसर्स क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किए जाने वाले प्राथमिक उपकरण हैं, क्योंकि इनमें से प्रत्येक ऊर्जा को एक तंग, केंद्रित बीम में केंद्रित करता है। ट्रांजिस्टर और सुपरकंडक्टर्स क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन उन्हें आमतौर पर क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक उपकरण नहीं माना जाता है।
क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स में, क्वांटम ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण विशेष रूप से आयात के होते हैं। परमाणुओं, अणुओं और अन्य क्वांटम सिस्टम में उत्तेजित कण होते हैं। इन प्रणालियों में केवल कुछ, कड़ाई से परिभाषित, ऊर्जा की मात्रा हो सकती है। जब कोई सिस्टम प्रकाश या रेडियो तरंगों के रूप में विद्युत चुम्बकीय विकिरण को बंद कर देता है, तो यह उच्च ऊर्जा स्तर से निचले स्तर तक चला जाता है। इन परमाणुओं या अणुओं को ऊर्जा की उच्च अवस्था में उत्तेजित करने के लिए लेजर और मैसर्स का उपयोग किया जा सकता है।
लेजर क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किए जाने वाले मुख्य उपकरणों में से एक है। ये मशीनें विकिरण की संकीर्ण सीमा के भीतर एक केंद्रित किरण में प्रकाश तरंगों को प्रसारित करती हैं। यह प्रकाश बनाता है जो एक लेजर मोनोक्रोमैटिक का उत्सर्जन करता है, जबकि अधिकांश प्रकाश स्रोत प्रकाश के कई रंगों का उत्सर्जन करते हैं, भले ही प्रकाश आंख में केवल एक ही रंग का प्रतीत होता हो।
लेजर शोध और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने दोनों में महत्वपूर्ण हैं। लेज़र से निकलने वाली रोशनी में गर्मी नहीं फैलती है और इसमें विद्युत आवेश का अभाव होता है। एक लेजर संक्षारक गैसों के भीतर और एक वैक्यूम में काम कर सकता है। वे महान सटीकता, ऑप्टिकल संचार और थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के साथ दूरी को मापने में उपयोगी हैं।
एक अन्य उपकरण जो आमतौर पर क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है वह है मासर। ये उपकरण एक केंद्रित बीम में माइक्रोवेव विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। इन माइक्रोवेव की आवृत्ति स्थिर होती है और आसानी से नहीं बिगड़ती है जैसा कि मानक माइक्रोवेव करते हैं। इस मशीन का अनुप्रयोग संचार टावरों की अनुमति देता है जो माइक्रोवेव विकिरण रेंज में ध्वनि तरंगों को उत्सर्जित करते हैं ताकि कम विरूपण के साथ महान दूरी पर जानकारी भेजें।
