【真的假的?雷射筆發明和愛因斯坦有關?】
8月初,香港浸信大學學生購買10隻觀星用的雷射筆,被警方逮捕,引起 #反送中運動 又一波爭議,更讓「雷射筆」突然備受關注。
雷射光對人體有殺傷力嗎?又是誰發現與證實了雷射光?讓我們從科學專業的角度來了解這道「20世紀最重要的一道光」。
#從人造紅寶石獲得人類第一束雷射
最早提出「雷射光」概念的人是大名鼎鼎的愛因斯坦(Albert Einstein),他在論文中已經預測了「受激放射光」(Stimulated emission)的特性,只是當時技術仍不足以在實驗室中證實。
不過,愛因斯坦的理論讓後輩科學家不斷試圖解開這道「強光」之謎,1950年湯斯(Charles H. Townes)以氣體氨證實愛因斯坦的理論。1960年梅曼(Theodore Maiman)則以閃光燈照射人造紅寶石獲得人類第一束雷射(laser)。
雷射命名則是以「受激放射強化的輻射光源」(Light Amplification by Stimulated Emissions of Radiation)各取第一個字母拼成的單字。
#雷射筆是怎麼誕生的?
雷射技術被稱為20世紀最重要的發明之一,其運用也與日俱進。80年代半導體技術純熟後,透過電流刺激二激體發光,雷射產品體積越來越小。
利用雷射可以精準對準目標、光源不會發散的特性,把雷射與手電筒結合的「雷射筆」因而被研發出來,讓人們簡報時可遠距離指出目標。
後來雷射相關的產品推陳出新,從超市買東西時掃描條碼、讀取DVD,都會使用雷射光。工業上的「雷射切割技術」,則是利用雷射精準對準的特性,配合高強度雷射產生的表面高溫產生的。
#雷射筆會傷害人體嗎?
雷射筆是聚焦的強光,但通常電流都很弱,約介於1到5毫瓦(mW),直接照射眼睛,會造成不舒服,但不會產生嚴重傷害,屬於雷射分級的第三A級。
但是,若是像演唱會上營造舞台效果的藍色、紅色或綠色強光,通常則是數百毫瓦、甚至上千毫瓦,屬於第三B級到第四級,直接照射眼睛則會造成視網膜傷害,因此舞台雷射光不會直接照射觀眾,而是照射舞台或往天空照射。
【更多冷知識】
#藍光光碟畫質好的祕密就在雷射種類?
雷射不只運用在簡報筆上,也讓影音設備與技術更精進、甚至降低成本。
原本錄製CD與DVD使用的紅光雷射,但在隨著音樂和影像技術愈來愈細緻,需要更大的儲存空間,因此人們研發出運用藍光雷射的「藍光光碟」(Blu-ray Disc)。
主要原理在於,藍光波長比紅光短,儲存的訊息之間距離可以因此縮短,因此大幅增加儲存量。通常一片藍光光碟單層可儲存25GB的資料,比一般DVD的4.7GB容量增加許多,因此可以儲存更高畫質的影像。
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諮詢專家/劉昌樺(清華大學光電所助理教授)
採訪整理/嚴文廷
插畫/一百隻熊
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半導體雷射種類 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳解答
【物聯網發展端看感測器的力量】台灣要在物聯網時代稱王,感測器必是核心技術所在
Posted on 2017/05/09
【我們為什麼要編譯這篇文章】物聯網想要走得遠,端看感測器的發展程度。不管是從機器間的資訊協作、測量、分析到控制,都要靠感測器來搜集資訊。
誰掌握了感測器,誰就掌握了物聯網的未來。
而同時,台灣想要在物聯網甚至是工業物聯網取得一席之地,「感測器」便是最適合台灣的切入點。過去製造業與半導體產業的經驗,將有效地協助台灣在物聯網的未來獲得一席之地。(責任編輯:陳君毅)
如果沒有「感測器」來檢測壓力、位置、溫度等重要的生產數據,工業物聯網(Industrial Internet of Things,IIoT)也不會有今天的發展。基本上,工業物聯網以及消費者物聯網(Consumer Internet of Things,IoT)的成長,都伴隨感測器市場的擴張,而感測科技的創新與研發也會刺激 IoT 產業的潛力與發展力度。
感測器仍以工業產業為大宗,佔據了 31% 市場
工業、自動化產業的感測器需求居高不下
自動化產業裡的感測器使用比例越來越高,諸如連網汽車、自動駕駛汽車等都對感測器有很高的需求,佔感測器市場的百分之二十一;醫療業對感測器的需求也有所增長,他們依賴感測器進行病患健康狀況的監測與醫療診斷,目前佔了感測器市場的百分之十二。 不過,佔據該市場最多的依舊是工業產業,直接佔據了百分之三十一 。
工業應用通常會專注於產出高端產品而非高量生產,因此對感測器的需求偏向能在嚴苛工作環境下可靠、精準且小型的裝置。隨著機器之間(Machine-to-Machine,M2M)的連結協作越來越精密, 感測器的任務也從被動監測,演化成主動探測預防型維護、資產控管與數據分析,協助增加生產效率 。
在自動化流程的領域中,流程控管、流程安全、作業管理與資產利用等系統,皆需要使用感測器來測量、分析與控制系統設置。將多個感測科技與軟體分析工具整合,推動生產效能、可靠性與安全的資訊傳播會變得更快、更準確。最後,這個產業將迎來一個成本優化又能產出高端產品的工作環境。
現在,為了把握這股趨勢,美國、英國與歐洲的企業正積極地與科技公司合作,收購專精於即時數據管理、資產管理與感測器裝置的公司,企業之間的合併與收購在感測器市場形成旋風,就是因為這樣可以不受某些進入壁壘(Barriers to Entry)的限制。傳統感測器公司也樂於與新產業區塊的企業合作,而科技製造業者也跳進了這場感測器之戰。
這樣的感測器市場併購趨勢,會關鍵性地讓我們導向比現在更互聯、更自動化的世界。 在幾個重大產業中,如製造業、物聯網,隨著自動化程度提升,感測器的使用也會更加普及 ,如此高度的市場需求以及商機無限的前景會吸引更多人加入市場。
感測器協助智慧化工廠實例:運用雷射感測器自動偵測液體,省下大把時間成本!
當計算機服務與數據被往上推至雲端,物聯網的結構性進化也將以裝置作為地基,不只雲端存有智慧,連裝置都要多一個能獨立作業的大腦。在業界,已經有許多利用感測器管理生產流程、優化生產效率的創新方法。
裝於大型器皿、桶子、桶倉的粉體與散裝固體的即時標高測量、體積測量、質量測量一直都是業者的煩惱之一。要管理資產和流程,就需要非常精準的測量結果,然而大多時候這些物質的擁有者都必須手動測量這些數據,儘管有雷射科技的協助,仍然必須將流程完全停止,花上好幾個小時才能得到結果。
不過,引入 5708 掃描器之後,業者即可在不間斷工作的情況下進行這些測量,就算是難以用其他科技技術測量的粉煤灰或低介電質物質,也能確實透過感測器得到數據。這個掃描器甚至能模擬出固體物質的不規則表面,還能提供最小與最大標高、總體積,以及一個 3D 的視覺化模型。
另一方面,在長距離與大範圍的溫度控管上也必須依賴感測器。Yokogawa 設計的 DTSX3000 光纖檢測科技就解決了這個問題。傳統技術依靠多個監控攝影機、熱電偶、電阻溫度檢測器或其他溫度感應器,這些科技裝置無論操作、安裝或維護都很麻煩。Yokogawa 所研發的感測器則以每一公尺為空間單位,最多可用沿著光纖網路測量長達五十公里的溫度。
有些感測器的研發,已經隱隱有了未來世界的影子。舉例來說,一間以色列公司已經研發出全世界首件奈米科技「電子鼻」,可以聞出如炸彈、生化武器與毒素等國安威脅,且可以檢測到即便是最微量的成分。該公司的 CEO Ricardo Osiroff 博士表示,這個可稱為「晶片實驗室」的奈米感測器,可以從氣體、液體與固體樣本中,探測出不同種類的化學威脅,像是炸藥、生化武器等,效率大幅超出現有的技術, 也完全勝過緝毒犬或其他緝毒動物的能耐 。
物聯網發展關鍵在於機器之間的協作,感測器就是其心臟所在
作為半導體大國,台灣在 IC 晶片的設計、製造、封測等領域都數一數二,但要跨足感測器晶片市場,則需要與機械、化工、生醫、環工等領域結合合作,為了協助台灣的產業進入感測器晶片市場,國研院晶片中心研發了「感測晶片高速整合技術」,可快速組合完成物聯網應用之無線感測晶片,大幅簡化設計及測試時間,加速物聯網應用之創新投入。
「感測晶片高速整合技術」可以任選不同特性的無線感測區塊,組合成全新的感測晶片。例如晶片中心組合運動感測器、電容感測信號讀取、省電低速處理器、藍牙無線傳輸、電池電源管理電路,製作出「智慧背包感測晶片」,當背包快速大幅移動時,即可能是登山者跌落山谷,可立即發出求救訊號給指定對象;晶片中心又組合形變感測器、電阻感測信號讀取、RFID 無線傳輸、電磁波能量擷取電路,製作出「智慧骨板晶片」,當受傷的骨板完全癒合,不再產生形變,就會發出訊號通知醫生可以開刀取出骨板了。
國外大廠主要將感測器技術放入工業流程當中,台灣則可以讓這份技術更加貼近生活,交通、醫療、救援、穿戴式裝置等都是值得投資的領域。 物聯網發展的關鍵在於機器之間的協作與資訊傳輸 ,而感測器在這些機器網絡以及更長遠的互聯世界中,扮演了不可或缺的角色。
資料來源:https://buzzorange.com/…/05/09/sensor-market-influences-iot/
半導體雷射種類 在 洞見國際事務評論-Insight Post Facebook 的最佳解答
[#即時新聞] 中韓締結FTA
在亞太經濟合作會議(APEC)於中國北京舉行期間,中國國家主席習近平與韓國總統朴槿惠星期一(11月10日)上午於人民大會堂會面,兩國商務部門官員並當場簽署自由貿易協議(FTA)的會議概要,韓中FTA形同實質締結。
FTA生效後,韓方對半導體製造裝備、醫藥用品等6,000多項貨品將取消關稅,另包括塑料製品、輪胎、冰箱、洗衣機、化妝品、鮪魚與啤酒等共5,000多種類別,將分別在5至20年內開放。
中方則將開放不鏽鋼、塑料模具等共1,600多項商品,並同樣於5至20年內先後解除對包括冰箱、冷氣、電視與相機零件、淨水器等共4,000多項類別物品關稅管制。化工原料對二甲苯、挖土機、雷射印表機等則做為保護項目。
值得注意的是,韓方將包括大米、辣椒、白菜、人參、蘋果、梨子、柑橘等農產品排除在讓步對象外。另一方面,韓國的生產強項─汽車,最終卻被雙方排除於關稅減少的對象外,而韓方同樣具優勢的液晶螢幕(LCD),也被決定在10年後才得以減除關稅。
包括對中國在內,韓國先前還與美國、歐盟與東盟簽署FTA,自此韓國對世界主要經濟體的自由貿易網絡已成形,同時也將加速下一步韓中日三國FTA的協商進程,另外韓國在朝鮮開城工業區的製品也因FTA締結而將能直接標記為韓國產,日後韓方將可藉發展與中國更密集的貿易往來而藉機牽制朝鮮。
摘自 BBC
http://goo.gl/GcRRdN
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