我可以把无线电波变成光吗?


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维基百科说光的频率是300 THz。我已经制作了一个无线电波发射器,它可以发射约100 MHz。

如果将发射机的频率提高到300 THz,天线会产生火花或光吗?

我实际上可以做此电路o_O吗?是否有可以振荡300 THz的晶体管或IC?我可以找到0.0025 pH的电感(线圈)和1 pF的电容器吗?

我知道这是科幻小说中的问题,但请不要取笑我:)


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只要跑得快,并利用蓝移的效果..
PlasmaHH

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问题的可能重复,我问在physics.stack交换
康纳狼

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我喜欢将LED看作是一个分子大小的2.5fF线圈,与一个1pH电容器和一个二极管串联。;-)
Michael

这个问题问得好。
总是很困惑的2016年

Answers:


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300THz发射器?(红外线和微波之间的波段)-具有很多技术并且知道如何。参见http://www.rpi.edu/terahertz/about_us.html

300THz晶体管/ IC-否

在这些频率下使用分立的电感器和电容器?不可以。在非常高的频率下,传统的电容器和电感器会被其他设备取代(请参见谐振腔)

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从理论上讲,无线电波,光波,远红外波,微波,紫外线,X射线等“光子”之间只有一个基本区别,而该区别就是光子的能量。可以使用以下简单公式计算能量:

                                       E = hf  

其中E =以焦耳为单位的能量,h =普朗克常数(6.626×10-34 J·s),f是光子的频率。

如果计算数字,您将看到无线电波的光子能量比可见光光子小几百万倍。

发光“发射器”(进入光学设备)使用电子从一种能级跃迁到另一种能级,而不是使用“调谐电路”。事实证明,能隙恰好是给出可见光光子的合适量。没有一种“全能技术”能够在整个光谱中产生不同频率(能量)的光子。随着您对频率的要求越来越高,甚至固态设备也变得越来越奇特,电路板开始呈现出复杂的管道外观。

能做到吗

也许。纳米技术的新发展很可能会产生一种能够将无线电波光子的能量转换为太赫兹,红外或可见光光子等的单一设备。他们已经开发了使用石墨烯的纳米管发射器和接收器。

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

不幸的是,我的水晶球此刻正在炸裂,所以我以后看不到。


我不是专家,但是自由电子激光器在某种程度上可能是光学世界中传统无线电发射器的最接近的东西,因为它们说服一束未结合的电子彼此相互作用,从而产生共振。在光频率上(实际上是从微波到X射线的任何地方)。
hobbs 2014年

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我实际上可以做此电路o_O吗?
是否有可以振荡300 THz的晶体管或IC?
是否可以找到0.0025 pH的电感(线圈)和1 pF的电容器?

不完全,不,也不。但这是一个活跃的研究领域:关于太赫兹的真相

调谐LC无线电发射器的基本原理是共振。用于产生较高频率的高频调谐信号的技术也基于共振,但是由于频率较高,因此共振元件需要小得多。考虑到太赫兹高于几乎所有晶体管的工作速度,您还需要一些系统来放大信号。您可以使用LASER(受激辐射的光放大)获得特定频率的调谐光,这也是一个共振过程。中频可由称为速调管的设备产生,速调管在其工作过程中位于真空管和激光器之间。


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+1是很好的参考。您可能还链接到活跃的研究实验室。我参观了OSU太赫兹实验室“预算内的太赫兹光谱”),听说另一个OSU上太赫兹实验室,另一个OSU上也有太赫兹实验室
davidcary 2014年

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有可能,但我不知道以这种方式工作的实用设备。如果您搜索可能的术语,您会发现一些有用的东西,但更多的是沿着物理实验而不是电子学。即使对于非常好的SiGe IC晶体管,晶体管也倾向于在100GHz以下停止放大。

相反,存在使用纳米天线阵列的(多种)实用的光检测设备。我在德国看到了一些看起来很有希望的工作,而且我敢肯定,他们并不是唯一从事这项工作的机构。从光到直流比从直流到光更容易。


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“从光到直流比从直流到光更容易。” 插入电池的灯泡怎么样?:P(太容易开玩笑了)
Doombot

@ Doombot-哈哈。但是如果没有天线,除非天线真的非常热。;-)
Spehro Pefhany 2014年

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一种电光调制器做什么,我相信你是问有关。以下是Wiki的摘录:-

电光调制器(EOM)是一种光学设备,其中具有电光效应的信号控制元件用于调制光束。可以对光束的相位,频率,幅度或偏振施加调制。通过使用激光控制的调制器,可以将调制带宽扩展到千兆赫兹范围。

如您所见,可以实现AM,FM或PM。


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他想实际创建光,而不仅仅是调制现有的光。尽管由新手编写的规范指定了“ DC至日光”带宽(以及零噪声和失真)的等效值,但这仍超出了电子领域。
Spehro Pefhany 2014年

@SpehroPefhany,好吧,如果您进行FM,您会在边带中听到一点“新”光。但是要想从100MHz提升到300THz,要比一路加倍变得更加困难。:^)
George Herold 2014年

@GeorgeHerold AO调制器很有趣。像Phil H.一样了解这件事真是太好了。您可以对它们进行有趣的闭环亚波长干涉测量。
Spehro Pefhany 2014年

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嗯,还有非线性晶体,您可以在其中混合不同波长的“光”。搜索OPA(光学参量放大器)。但是,您必须从光...激光开始。我想原则上您可以从100MHz开始,最高可以达到300THz,但是这是一倍的倍数:^)如果我稍微延长一下您的问题,并询问如何将电子变成光...(不是原子),然后我会考虑加速器,在那里您会收到同步辐射。在电子束的末端,您可以构建自由电子激光器。(几年前,我曾在FEL工作,虽然不明显(3到10微米),但是当它在物体上引爆孔时,您可以看到它。)

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