GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009 potx

GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009 Giải NobelVật lý năm 2009được trao cho Charles Kuen Kao tại Các phòngthí nghiệm viễn thông tiêu chuẩn ở Harlow(Anh) và Đại họcHong Kong Trung Quốc ở Hong Kong (Trung Quốc) “do các thành tựu có tínhđột phá liên quan đến sự truyền ánhsáng trong các sợitrong thôngtin quang” cùng với Willard Stirling Boyle và George ElwoodSmithtại Cácphòng thínghiệm Bell(Bell Labs), MurrayHill, NewJersey (Mỹ) “do phátminh ramột mạch bán dẫntạo ảnh gọi là bộ cảm biến CCD”. Giải NobelVật lý năm 2009tôn vinh haithành tựu khoa họcgiúp cho việc địnhdạng nền tảng của các xã hộinối mạnghiệnnay. Cácthành tựunày tạo ra nhiều đổi mới thực tế trongcuộcsống hàngngày và cung cấp các công cụ mới cho nghiêncứu khoahọc. Khi Giải NobelVật lý được thôngbáo ở Stockholm, mộtphầnlớn thế giới nhậnđược thôngbáo này gần như ngay lậptức. Vớivận tốc gầnnhư là vận tốc ánh sáng,nghĩa là với vận tốc lớn nhất, thông báo này đượclan truyềnkhắp thế giới. Văn bản,hình ảnhtĩnh và động, lờinói được truyền đi theocác sợi quang vàqua khônggian vàđược tiếp nhận ngay lậptức trongcác thiết bị nhỏ và thuậnlợi. Sợi quanglà một điều kiện trước hết cho sự phát triển cựcnhanh này trong lĩnhvực thông tin liên lạc – một sự phát triển mà Kao đã dự đoántừ hơn 40 năm trước. Năm 1966,Kao có một phátminh dẫn đến mộtsự độtphá trong quanghọc sợi. Ông đã tính toán cẩn thận về việc làmthế nào để truyềnánhsáng đi xa thôngqua các sợi thủy tinhquang. Với một sợi thủy tinhtinh khiết nhất ông cóthể truyền các tín hiệu ánh sángqua mộtkhoảng cách là 100 kilômét sovới khoảngcách chỉ là 20 mét đối với các sợicó thể có trong những năm 1960. Điềusay mê củaKao gây cảm hứngcho các nhà nghiên cứu khác nhằm chia sẻ tầm nhìn của ôngvề tiềm năng tương laicủa quanghọc sợi. Sợi cực kỳ tinh khiết đầutiên đã được chế tạo thành công năm 1970 ngaybốn năm sau đó. Các sợi quang hiện nay tạo rahệ tuần hoàn nhằmnuôi dưỡng xã hội thông tin của chúng ta. Cácsợi thủy tinhtổn thất thấp này tạo điều kiện thuậnlợi cho thông tin dải rộng toàn cầu như mạng internet. Ánh sáng lantruyền trongcác sợi thủytinh mỏngvà nó mang hầu như toàn bộ khối lưu thông điện thoại và dữ liệu theomỗi một hướng. Văn bản, âmnhạc,hình ảnh và viđêô có thể được lan truyền xungquanh Trái Đất trong chốclát. Nếu ta gỡ toàn bộ các sợi thủy tinh baoquanh Trái Đất, ta sẽ có một sợi đơn dài 1 tỷ kilômét vànó đủ để bao lấy Trái Đấthơn 25 000lần. Chiều dài này đang tăng lên hàng nghìn kilômétmỗi giờ. Một sự chia sẻ lớn của khối lưu thông do cácảnhsố cấu thành vànó tạo nên phầnthứ haicủa Giải Nobel Vật lý năm2009. Mộtvài năm sauphátminh của Kao, Boylevà Smithđã làm thay đổi cơ bản các điều kiện đốivới lĩnh vực kỹ thuật chụp ảnh vì sự cần thiết của phim ảnhđối với máy chụp ảnhkhôngcòn lâu nữado các hìnhảnh có thể bị bắt giữ về phươngdiện điện tử với mộtbộ cảm biến ảnh. Mắtđiện tử CCD trở thànhcôngnghệ đầu tiên thựcsự thành công choviệc chuyển số các hình ảnh.Nó mở racon đường dẫn tới một dòngchảy hàng ngày của các hình ảnhlàm đầy các cáp sợi quang. Chỉ có sợi quang có khả năng chuyển các lượng dữ liệu lớn docông nghệ bộ cảm biếnảnh điện tử sinh ra. Năm 1969Boylevà Smith đã phát hiện công nghệ tạo ảnh thành công đầu tiên khi sử dụng mộtbộ cảm biến số gọi là thiếtbị liên kết điệntích CCD (Charge-Coupled Device). Côngnghệ CCD sử dụnghiệu ứng quangđiện. Albert Einsteinđã đưara lý thuyết về hiệu ứng nàyvà nhờ đó ôngđược trao tặng Giải NobelVật lý năm1921. Dohiệu ứng quang điện,ánh sáng được biến đổi thànhcác tín hiệu điện. Thách thức khi thiếtkế mộtbộ cảm biếnảnh là cầnthu thập và đọc các tín hiệutrong mộtsố lớn các điểmảnh gọilà các pixeltrongmột thời gian ngắn. CCD là mắt điện tử của máy chụp ảnh số. Nó tạora một cuộccách mạng trong kỹ thuật chụp ảnh khi ánhsáng bây giờ có thể bị bắt giữ về phương diệnđiện tử thay vì ở trên phim. Dạng số tạođiều kiệnthuậnlợi cho việc xử lý và phânbố các ảnhnày. Côngnghệ CCD cũng đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng y học chẳng hạn như tạo ảnh nội tạng của cơ thể người đốivới cả chẩn đoán và vi phẫu. Kỹ thuật chụp ảnh số trở thành một công cụ không thể thay thế trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu. CCD cung cấpnhững khả năng mới nhằm nhìn thấy những vật khôngthể nhìn thấy trước đây.Nó đem lại cho chúngta những hình ảnh trong suốt về những nơi xaxôi trong vũ trụ cũng như ở các độ sâu của các đại dương. Nhờ ánhsáng Mặt Trời, chúng ta có thể nhìn thấy thế giới. Tuy nhiên, cần một thời gian dài trước khi con người đòi hỏi các kỹ năng điều khiểnánh sáng và hướngnó vào trong một ốngdẫn sóng.Bằng cách đó, cácthông điệp được mã hóa có thể được truyền đồng thời tới nhiều người.Sự phát triển này đòi hỏi nhiều phát minh lớn và nhỏ mà chúngtạo thànhnền tảngđối với xã hội thông tinhiện đại. Sợi quangđòi hỏi côngnghệ thủy tinh hiện đại để phát triểnvà sản xuất hàng loạt. Cần phải cómột nguồnánh sángđáng tin cậy và điều này đượccung cấp bởi công nghệ chất bán dẫn. Cuối cùng, cầnphải lắp ráp và mở rộng một mạng khéo léo bao gồm các tranzisto, bộ khuếch đại, chuyển mạch, máy phát. máy thu và các bộ phận khác cùng làm việcđồng thời. Cuộc cách mạng viễn thông diễn ra từ sự hợp tác củahàng nghìn nhà khoa họcvà côngnghệ trên khắpthế giới. Triểnlãm thế giới năm 1889ở Paristổ chức kỷ niệm 100 năm Cách mạng Pháp. Tháp Eiffel trở thành mộttrong các công trìnhtưởng niệm nổitiếng nhất của triển lãmnày. Tạiđây có mộtmàn trìnhdiễn đángchú ý củaánh sáng.Nó được thực hiện với đài phunnước trongđó có cácchùm ánh sáng có màu sắc nhờ sử dụng điện. Vào giữa thế kỷ XIX, người ta cũng đã tìm cách tạo ra các chùmánh sáng đượcdẫn bởi nước.Những cố gắng này đã chứng tỏ rằng khimột tia nước bị ánh sáng Mặt Trờirọi chiếu,ánh sángđi quatia nước và đi theo dạng congcủa tia nước. Ngườita phát hiệnthấycác ảnh hưởng của ánh sáng trongthủytinh hoặc nước từ trước đó rất lâu. Khoảng 4 500năm trước đây, thủy tinhđã được chế tạo ở Mesopotamia và Egypt. Nhữngngười thợ thủy tinhVenetian có thể nhận biết màn trìnhdiễn của ánh sáng diễn ra trongcác đồ trang trí cuộn xoáy của họ. Thủy tinh chạm đã được sử dụng trong các giá nếnnhiều ngọn và các đènchùm treo pha lê và điều bí ẩnkhó hiểu về cầu vồng thách thức trí tưởng tượng của nhiều người một thời gian lâu trước khicác địnhluật quanghọc đưa ralời giải đáp ở thế kỷ XVII. Tuynhiên, chỉ khoảng 100 năm trước đây những ý tưởng này mới xuất hiện trở lại và con người thử sử dụng cácchùm ánh sáng bị bắt giữ. Một tia của ánhsáng Mặt Trời đi vàonước bị bẻ congkhi nótới bề mặt nước vì chiết suất của nướccao hơnchiết suất của không khí. Nếu hướng của chùmsáng ngược trở lại, nghĩalà chùm sáng đitừ nướcvào không khí thì nó có thể hoàn toàn không đi vào không khí mà bị phản xạ ngượctrở lại nước. Hiện tượng này tạothành cơ sở chocông nghệ ống dẫnsóng quangtrong đó ánh sáng bị bắt giữ bên trongmột sợi với chiết suất cao hơnchiết suất của môitrường xung quanh sợi. Một tiasáng hướng vào trong một sợi bị phản xạ nhiều lần vớithành thủy tinhvà chuyển độngvề phía trước do chiết suất của thủy tinh cao hơn chiết suất củakhôngkhí xung quanh. Nghề y đã sử dụng các sợi quang ngắn và đơn giản từ những năm 1930. Nhờ một chùm củacác đũa thủy tinh mảnh, ta có thể quan sát nội tạng hoặcrăng của bệnh nhân trong quá trìnhphẫu thuật. Tuy nhiên, khicác sợi tiếp xúcvới nhau chúng cho ánh sáng thoát ra và chúng cũng có thể dễ dàng trở nên hư hỏng. Việc bao phủ sợi trần trong lớp bọc thủy tinh với chiếtsuất thấphơn dẫntới nhữngtiến bộ đáng kể và những tiến bộ đó trong những năm 1960 mở đường choviệc sản xuấtcông nghiệp các thiếtbị đốivới điều trị dạ dày và cácứng dụng y học khác. Tuy nhiên, các sợithủy tinh này là vô dụng đốivới thông tin khoảng cách xa.Hơn nữa, một số ítsợi thủy tinh thựcsự được chú ý về ánhsáng quang và đó là những ngày củacông nghệ điện tử và vô tuyến. Năm 1956, người ta triển khaicáp xuyênĐại Tây Dương đầu tiên và nó cho phép thực hiện đồng thời36 cuộc gọi điện thoại. Sớm sauđó các vệ tinh bắtđầu đượcsử dụng để phục vụ các nhucầu thông tin ngàycàng tăng. Điện thoại phát triển nhanh chóng và việc truyền hình đòi hỏi các khả năngtruyền sóng cao hơn nữa. Khi sosánh với các sóng vôtuyến, ánh sáng hồng ngoại hoặc ánh sáng nhìn thấy mang thông tin cao hơn hàng chục nghìn lần.Do đó, tiềm năng của cácsóng ánh sángquangkhông thể khôngđược tính đến. Phát minhlaze vào đầu nhữngnăm 1960là một bước quyết định hướng tới quanghọc sợi. Laze là một nguồn sáng ổn định. Nó phát ra một chùm sáng mạnhhội tụ cao và người có thể bơm nó vào trong một sợi quang mảnh. Các laze đầu tiên phát raánh sánghồng ngoại và đòi hỏi sự làm lạnh. Khoảngnăm 1970, người ta phát triển các laze có nhiều ứng dụng thực tế hơn và có thể hoạt động liên tục ở nhiệt độ phòng. Đó là một sự đột phá công nghệ mànó tạo điều kiện thuận lợi cho thông tin quang. Toàn bộ thông tinbây giờ có thể được mã hóa thành một ánh sángnhấp nháy cực nhanh biểu diễn các số một và số không. Tuynhiên, người ta còn chưa biết làmthế nào để các tín hiệunhư thế có thể truyền qua các khoảngcách xa hơn vì sau khoảng 20mét, chỉ còn 1% ánhsáng đi vào trong sợi thủy tinh. Việc làm giảm sự mất mát này của ánhsáng trở thành một thách thức đối với một người nhìn xa trôngrộng như Kao. Ôngchuyển đến Hồng Kông cùngvới gia đìnhcủa mình vào năm 1948. Ông được đào tạo thành một kỹ sư điện tử vàbảo vệ luận án tiến sĩ năm 1965ở Luân Đôn. Lúc đó, ôngcũngđã làm việctại Các phòngthí nghiệm viễn thông tiêu chuẩn. Ở đó, ông đã nghiên cứu tỷ mỷ cácsợi quangcùng với một đồng nghiệp trẻ tuổi làGeorge A. Hockham.Mục đích của họ là còn lại ít nhất 1%ánh sángđi vào một sợi thủytinh sau khi ánh sáng đi được quãngđường là 1 kilômét. Tháng 1 năm 1966,Kao giớithiệu các kết luận của mình. Không phải các khuyết tật trong sợi là vấnđề chính mà là thủy tinh được lọcsạch. Kaothừa nhận rằng điều này là khả thinhưngrất khó. Mục đích là nhằm sản xuất thủytinh tinh khiết chưa từngđạt đượctrước đó. Thủy tinhđược chế tạo từ thạch anh – một loại khoáng cónhiều nhất trên Trái Đất. Để sảnxuất thủytinh, người ta sử dụng các chất phụ gia khácnhau như xôđa (cacbonatnatri)và vôi để đơn giản hóaquá trình.Tuy nhiên, để sản xuất thủy tinhtinh khiết nhất trên thế giới Kao cho rằng có thể sử dụngthạchanh nóng chảyvà silica (oxitsilic) nóng chảy. Sự nóng chảy xảy ra ở khoảng 2000 o C. Nhiệt độ này khóđiều khiểnnhưng từ đó người ta có thể chế tạo các sợi cực mảnh. 4 năm sauvào năm 1971, cácnhà khoahọc tại Corning Glass Works, Mỹ – một nhà sảnxuất thủytinh với hơn 100 năm kinhnghiệm đã chế tạo ra một sợi quangdài 1 kilômét bằngcách sử dụng các quá trình hóa học. Các sợi cực mảnh bằng thủy tinh có thể dường như rất dễ vỡ.Tuy nhiên, khi thủy tinh đượctạo ra ở dạng sợi dài thì cáctính chất củanó thayđổi. Nótrở nên bền vững, nhẹ vàdễ uốn. Điềunày là điều kiện trước tiên để sợi cóthể được chôn vùi, ngâm trong nướchoặc uốn cong quanh các góc. Không giống như các cáp đồng, sợithủy tinh không nhạy với sự chiếu sáng và khônggiống như thông tin vô tuyến, nó khôngbị ảnhhưởng bởi thời tiết xấu. Năm 1988,cáp quang đầutiên đượckéo dọc theođáy Đại Tây Dương giữaMỹ và châu Âu. Nó dài khoảng 6 000 km.Hiện nay,điện thoại và thôngtin dữ liệu được truyền trong một mạng củacác sợi thủy tinh quangvớitổng chiều dài lên tới hơn 1 tỷ km. Thậmchí trongmột sợi thủy tinh có độ tinh khiết cao, tín hiệu bị suy yếu nhẹ dọc theo đường đi và được tăng cường khinó được truyềnqua các khoảng cách xa hơn. Nhiệm vụ này trước đây đòi hỏi kỹ thuật điệntử và bây giờ được thực hiện nhờ các bộ khuếchđại quang. Điều này khắcphục những tổn haokhông cần thiết xảy ra khi ánh sáng được biến đổi thànhtín hiệu điện tử và ngược lại. Hiện nay 95%ánhsáng đượcgiữ lại sau khinó đi đượckhoảng cách là 1 km sovới mong muốn của Kao là1%. Hơn nữa,không thể chỉ ramột loại sợi đơn giản duynhất. Việc lựa chọnxem có thể sử dụngloại sợi nào phụ thuộc vàocác xem xét kỹ thuật, nhu cầu thông tinvà giá thành. Các sợi bao hàm một sự tác động qua lại tinh tế giữakích thước, cáctính chất vật liệu vàbước sóngánh sáng.Các lazebán dẫn và các điốt quang với kích thướccủa một hạt cát làmđầy cácmạng của các sợi quangvới ánh sáng mà nó mang hầu như toàn bộ điện thoại vàthông tin dữ liệu trên khắpthế giới. Ánh sáng hồng ngoại vớibước sóng1,55 micrômét hiện nayđã được sử dụng cho toàn bộ thông tin khoảngcách xa trongđó những tổn hao là thấp nhất. Khả năngcủacác mạngcáp quangcòn tiếp tục tănglên với một tốc độ đáng kinhngạc.Không cònlâu nữakhi mạngcáp quang có thể truyền hàng ngàn gigabittrong một giây. Sự phát triểncông nghệ đang tiến theo hướngthông tin ngày càng có nhiều tác động qua lại hơn trong đó các cápsợi quangđược thiết kế để tiếp cận theo mọi cáchđến ngôi nhà của mọi người. Chúng ta làm gì với nólà một câu hỏi hoàntoàn khác. Đôi khicác phát minh xuấthiện hoàn toàn khôngtính trướcđược. Bộ cảm biến ảnh gọi làthiết bị liênkết điệntích CCD làmột phát minhnhư thế. Không có CCDthì sự phát triển của các máy ảnh kỹ thuật số sẽ chậmhơn. Không có CCD thì chúngta sẽ không nhìn thấy các hình ảnh đángkinh ngạc của khônggianđược chụp từ kính thiên văn không gian Hubble hoặc các hình ảnh của hoangmạcđỏ trên saoHỏa. Đó không phải là những điều mà các nhàphát minhCCD là Boyle và Smith nghĩ đến khi họ bắt đầu công việcnghiên cứu của họ. Vào một ngày tháng 9 năm 1969,họ phác ra những nét chính về cơ sở của mộtbộ cảmbiến ảnhtrên bảngđen trong văn phòng của Boyle. Khi đó, họ khôngnghĩ đến các bứcảnh chụp. Mục đích của họ với CCD là nhằm phát hiện một bộ nhớ điện tử tốthơn.CCD như là một bộ nhớ bây giờ đã bị quên lãng. Tuy nhiên, họ tìm ra mộtphần khôngthể thiếuđược của công nghệ chụp ảnh hiệnđại. CCDcòn là một câu chuyện thành công khác của kỷ nguyên điện tử của chúngta. Cũng như nhiều thiếtbị khác trong côngnghệ điện tử, mộtbộ cảm biến ảnh số CCD được làm bằng silic.Với kích thướccủa một con tem, tấm silic giữ hàng triệutế bào quangđiện nhạysáng. Kỹ thuật chụp ảnhsử dụng hiệuứng quang điện do AlbertEinstein(Giải NobelVật lý năm 1921)là người đầu tiênxây dựnglý thuyết. Hiệu ứngxảy ra khiánh sángva chạmvào tấm silic và làm bật ra các điện tử trong các tế bào quang điện. Các điện tử đượcgiải phóng tụ lại trong cáctế bào mà chúng trở thành các giếng nhỏ đối với các điện tử. Lượngánhsáng càng lớn thì số các điện tử làm đầy các giếng nàycàng nhiều. Khi tácdụng một điện áp lên dãy CCD, lượng chứa bên trongcủa các giếngcó thể được đọc mộtcách tuần tự.Các điện tử hết dãy này đến dãy khác rời khỏi dãy lên trên một loại băng chuyền. Chẳng hạn như một dãycủa 10 x 10điểm ảnh được biến đổi thànhmột chuỗi dài 100 điểm.Bằng cáchnày CCDbiến đổi ảnh quangthành các tín hiệu điện mà chúngsau đó được chuyển thànhcác số một và không.Mỗi mộttế bàokhi đó có thể đượcdựng lại như một điểm ảnhgọi là một pixel. Khi nhânbề rộng của CCD tính theo pixel vớichiều cao của nó, ta thu được dunglượng ảnh của bộ cảm biến. Như vậy, một CCD với 1280 x 1024 pixelcó dung lượng là 1,3megapixel (1,3triệu pixel). CCD dịch một ảnh thành màu đen vàmàu trắng. Dođó, cần sử dụngcác bộ lọc khác nhau để thu đượcmàu sắc của ánhsáng. Một loại bộ lọc mà nó chứa một trong các màu sắc cơ bản là màu đỏ, màuxanh lá cây và màulam đượcđặt trên mỗimột tế bào trongbộ cảm biến ảnh.Nhờ độ nhạy của mắt người, số các pixel màu xanh lá cây cầnphải lớn gấp đôi số các pixel màu lam hoặc màuđỏ. Có thể dùng một số bộ lọc cho việc chụpảnh với chất lượngcao hơn. Thựctế làý tưởng CCD của Boylevà Smith trong khoảnh khắc quẫn trí ngắn của họ 40 năm trước đây có thể được qui cho chính kiến bên trong của xếp của họ. Xếp củahọ tại Bell Labsnằm ở ngoài NewYork khuyến khíchhọ ưathích thách thức và tham gia vào một cuộcthi liênquan đến sự phát triển của một bộ nhớ bọt (một phát minh khác trongcác phát minh của Bell Labs)tốt hơn.Khi Boyle và Smith hoàn thành thiết kế cơ bản của CCD, các kỹ thuật viên chỉ cần một tuần để lắp ráp mẫu CCD đầu tiên. CCD như là một bộ nhớ đã bị quênlãng từ lâu nhưng nó trở thành trungtâm củanhiều kỹ thuật chụp ảnh số. Smith làm việc ở Bell Labstừ năm 1959 vàở đâyông được cấp 30 bằng sáng chế. Khi ôngvề hưu năm 1986, ông dành toàn bộ thời giancủa mình cho niềm đam mê suốt đời của mìnhlà đi thuyềntrên đại dương mà nó nhiềulần đưaông đi khắpthế giới. Năm 1969Boylecó nhiềuphát minhquan trọngchẳng hạn như phát minh liên quan đến sự phát triển lazeánh sáng đỏ liên tụcđầu tiên trên thế giới. Boyle sinhra ở một vùng xaxôi hẻo lánh củaNova Scotia ở Canađa và ôngđược giáo dục tại gia đình bởi mẹ của mình cho đến năm 15 tuổi. Ôngbắt đầulàm việcở BellLabs năm1953 và trongnhữngnăm 1960, ôngcùngvới 400 000 nhà khoahọc ở Mỹ góp sứcđưa con người đầu tiên lên Mặt Trăng vào ngày20 tháng 7 năm 1969. Những ưu việt củabộ cảm biến ảnh điện tử nhanh chóng được mọi người thừanhận. Năm1970 khoảngmột nămsau phátminh này,Smith vàBoyle lần đầu tiên chứng minhmột CCD trong cameraghi hình củahọ. Năm 1972, công ty Fairchildcủa Mỹ đã thiết kế bộ cảm biến ảnh đầu tiên với 100 x 100pixel mà nó được đưa vào sảnxuất một vài nămsau đó.Năm 1975 Boyle và Smithđã tự chế tạo một cameraghi hình số với độ phân giải đủ cao để điều khiển phát sóng truyền hình. Năm 1981máy ảnhđầu tiên gắn với CCD xuất hiện trên thị trường. Điều này mở đầu một sự số hóa định hướng thươngmại nhiều hơn tronglĩnh vực kỹ thuật chụp ảnh.Năm 1986 bộ cảm biếnảnh 1,1 megapixel rađời và năm 1995máy chụp ảnh ảnhkỹ thuật số hoàn toàn đầu tiênxuất hiện.Các nhà sản xuất máy ảnh trên khắp thế giớinhanh chóngứng dụng thành tựu này và thị trường tràn ngập các máy ảnh kỹ thuật số ngày càngnhỏ hơn và rẻ hơn. Các máy ảnh cótrang bị các bộ cảm biến ảnh thay chophim ảnh mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử chụp ảnhvà kết thúckỷ nguyên phimảnh. Kỷ nguyênphim ảnh bắt đầu từ năm 1939 khiLouis Daguerre trình bày phát minh phim ảnh củamìnhViện hàn lâm Khoa họcPháp. Máy ảnh kỹ thuật số với CCD làmột thành côngthương mại khi nóthâm nhập vào cuộcsống hàng ngày. CCD saukhi rađời bị thách thức bởi một công nghệ khác gọi là Bán dẫn ôxit kimloại bổ sung CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor).CMOS đượcphát minh gần như cùng lúc với CCD. Cả haicông nghệ này đều sử dụng hiệuứng quang điện nhưng trong lúc các điệntử tụ tập trong một “cuộctuần hành” CCD xếphàng để được đọc thì mỗimột tế bào quang điện trongmộtCMOS đượcđọc trênđúng vị trí của nó. CMOS tiêu thụ ít năng lượng hơn nên các bộ pinkéo dài lâu hơn và một thời gian dài nó cũng rẻ hơn so với CCD.Tuy nhiên, người ta cũng tínhđến các mức tạp âm vàsự mất mát chấtlượng ảnh cao hơn của CMOS. Dođó, CMOS không đủ nhạy đối với nhiều ứng dụng quan trọng. CMOS hiện nay thườngđược sử dụng đối với chụp ảnh quađiện thoại cầm tay và các loại chụpảnh khác.Tuy nhiên, cả CCD và CMOS đang liên tục được phát triển và chúng có thể đổi lẫn cho nhau trong nhiều ứng dụng. Ba năm trước đây (2006),CCD đã chọc thủng giới hạn 100megapixel và mặc dùchất lượngảnh khôngchỉ phụ thuộc vào số các pixel, việc vượt qua giới hạn này đượcxem như manglại cho kỹ thuậtchụp ảnh số một bước tiến mới trong tương lai.Có nhữngngười dự đoán rằng tương lai thuộc về CMOS hơn là thuộc về CCD. Một số người khác chorằng cả haicông nghệ CMOS vàCCD sẽ tiếp tục bổ sunglẫn nhau trongmộtthời giandài. Lúc đầukhông mộtngười nào dám dự đoán rằng CCD sẽ không thể thiếu được trong lĩnh vực thiên văn học. Tuynhiên, chính xáclà nhờ có công nghệ số mà máy ảnh góc rộngtrên kính thiên văn không gian Hubblecó thể gửi các hình ảnh đáng kinhngạc về Trái Đất. Bộ cảm biếncủa máy ảnh lúc đầu chỉ baogồm 0,64 megapixel. Tuy nhiên, khi bốn bộ cảm biến đượcnối với nhau thì chúng cung cấp tổng cộng là 2,56megapixel.Đó làmột việc lớn trong những năm 1980 khi người [...]... vào năm 1970 Boyle và Smith đã được trao tặng Huy chương Stuart Ballentine năm 1973 của Viện Franklin, Giải thưởng Morris N Liebmann năm 1974 của IEEE, Huy chương Tiến bộ năm 1986 của Hội Nhiếp ảnh Mỹ, Giải thưởng Đột phá năm 1999 của Hội nghị Nghiên cứu thiết bị của IEEE, Huy chương Edwin H Land năm 2001 của Hội Khoa học và Công nghệ chụp ảnh và Giải thưởng C&C (Máy tính và Thông tin liên lạc) năm. .. Tiến sĩ Vật lý năm 1950 tại Đại học McGill, QC, Canađa Ông là giám đốc điều hành của Nhóm khoa học thông tin thuộc Bell Labs ở Murray Hill, NJ, Mỹ và nghỉ hưu năm 1979 George Elwood Smith là công dân Mỹ Ông sinh năm 1930 tại White Plains, NY, Mỹ Ông bảo vệ luận án Tiến sĩ Vật lý năm 1959 tại Đại học Chicago, IL, Mỹ Ông là trưởng Phòng Thiết bị VLSI thuộc Bell Labs, Murray Hill, NJ, Mỹ và nghỉ hưu năm 1986... Phi.Beta Kappa và Sigma; hội viên Viện Kỹ sư điện và điện tử IEEE và Hội Vật lý Mỹ và viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Quốc gia Ông được cấp 31 bằng sáng chế của Mỹ và tác giả của hơn 40 bài báo khoa học Smith đã được trao tặng Giải thưởng năm 1997 của Hội Các thiết bị điện tử thuộc IEEE Đóng góp kỹ thuật chủ yếu của ông là sự khởi đầu vào năm 1970 của CCD cùng với Boyle CCD đã được cấp bằng sáng chế của Mỹ... của cả Anh và Mỹ Ông sinh năm 1933 tại Thượng Hải (Trung Quốc) Ông bảo vệ luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện năm 1965 tại Cao đẳng Hoàng gia Luân Đôn (Anh) Ông là giám đốc kỹ thuật tại Các phòng thí nghiệm viễn thông tiêu chuẩn ở Harlow (Anh), phó hiệu trưởng danh dự Đại học Hong Kong Trung Quốc và nghỉ hưu năm 1996 Willard Sterling Boyle là công dân của cả Canađa và Mỹ Ông sinh năm 1924 tại Amherst, NS,... người ta phải mất một vài giờ Lượng ánh sáng càng lớn thì số điện tử càng nhiều Năm 1974 bộ cảm biến ảnh đầu tiên đã được sử dụng để chụp ảnh Mặt Trăng Đó là các bức ảnh thiên văn đầu tiên được chụp với một máy ảnh số Với tốc độ của tia chớp, các nhà thiên văn học chấp nhận công nghệ mới này Năm 1979 một máy ảnh số với độ phân giải là 320 x 512 pixel được lắp đặt trên một trong các kính thiên văn tại Kitt . GIẢI NOBEL VẬT LÝ NĂM 2009 Giải NobelVật lý năm 2009 ược trao cho Charles Kuen Kao tại Các phòngthí nghiệm viễn thông tiêu. chia sẻ lớn của khối lưu thông do cácảnhsố cấu thành vànó tạo nên phầnthứ haicủa Giải Nobel Vật lý năm2 009. Mộtvài năm sauphátminh của Kao, Boylevà Smithđã làm thay đổi cơ bản các điều kiện đốivới. AlbertEinstein (Giải NobelVật lý năm 1921)là người đầu tiênxây dựnglý thuyết. Hiệu ứngxảy ra khiánh sángva chạmvào tấm silic và làm bật ra các điện tử trong các tế bào quang điện. Các điện tử đượcgiải phóng