I. Dibaji
Viosilata vya kioo, kama sehemu kuu za udhibiti wa masafa, hutumiwa sana katika vifaa vya viwandani, mifumo ya ufuatiliaji wa usalama, vifaa vya matibabu, vifaa vya elektroniki vya magari, vifaa mahiri vya nyumbani, na nyanja zingine. Kwa mtazamo wa jumla, ujenzi wa miundombinu ya habari ya kimataifa unahusishwa kwa kiasi kikubwa na maendeleo ya oscillators za kioo. Makala haya yanachanganua kwa utaratibu mageuzi ya kiteknolojia ya viosilata vya fuwele-kutoka ugunduzi wa athari ya piezoelectric hadi nano-ufungaji wa vipimo-yakifichua jinsi yamekuza maendeleo ya teknolojia ya binadamu kupitia mapinduzi manne ya kiviwanda.
II. Historia ya Maendeleo ya Oscillators za Crystal
1. Kipindi cha Mwangaza wa Teknolojia
Mnamo mwaka wa 1880, ndugu Jacques na Pierre Curie waligundua kwamba kutumia mkazo wa mitambo kwa sahani za kioo za quartz zilizalisha uhamishaji wa malipo ya umeme, na kupendekeza dhana yaathari ya piezoelectric.
Kanuni ya Athari ya Piezoelectric: Wakati shinikizo linatumika kwa vifaa vya piezoelectric, tofauti ya uwezo wa umeme hutolewa (inayojulikana kamaathari ya piezoelectric ya moja kwa moja) Kinyume chake, kutumia voltage hutoa mkazo wa mitambo (theathari ya piezoelectric inverse) Ikiwa shinikizo linahusisha-mtetemo wa masafa ya juu, hutoa{2}}mikondo ya umeme ya masafa ya juu. -mawimbi ya umeme ya masafa ya juu yanapotumika kwa keramik ya piezoelectric, hutoa{5}} mawimbi ya sauti ya juu (mitetemo ya mitambo), inayojulikana kama ishara za ultrasonic.
Mnamo 1918, Paul Langevin alitafiti kwa kutumia sahani za fuwele za quartz kuunda mifumo ya mapema ya sonar ya kugundua manowari. Hii ilihusisha kujumuisha vipengele vingi vya utendakazi vya sonar kwa ajili ya uchakataji wa taarifa za kina na udhibiti wa kati ili kukidhi mahitaji ya kiufundi, ikiwa ni pamoja na kutafuta mwelekeo wa kelele, kuanzia mwangwi, utambuzi wa mapigo ya sonar, utambuzi lengwa na onyo la torpedo. Langevin alitumia X-kukata sahani za quartz kutengeneza na kugundua mawimbi ya sauti chini ya maji.
Mnamo 1921, Profesa WG Cady wa Chuo Kikuu cha Wesleyan aliweka hati miliki ya oscillator ya fuwele ya quartz. Hataza yake ilitumia violesura vya kioo vya quartz kudhibiti mzunguko wa oscillator na alielezea baa/sahani za quartz kama viwango vya masafa na vichungi. Kwa hivyo, Cady inatambuliwa sana kama ya kwanza kutumia fuwele za quartz kwa udhibiti wa mzunguko katika saketi za oscillator.
Mnamo mwaka wa 1923, Profesa wa Harvard GW Pierce alitengeneza saketi ya kioo ya oscillator ikiweka fuwele kati ya gridi ya taifa na anodi ya vacuum tube valve-kitangulizi cha usanidi wa oscillator ya Pierce.
Mnamo 1925, Westinghouse Electric iliweka oscillator ya fuwele kama oscillator kuu ya kituo chao cha redio cha KDKA.
Van Dyke alitengeneza kielelezo sawa cha mzunguko kwa viunga vya kioo vya quartz. Mzunguko huu una masafa mawili ya resonant:mfululizo wa masafa ya resonant (fs), ambapo tawi la Lg-Cg-Rg linasikika, namasafa ya resonant sambamba (fp)., sauti ya jumla ya mzunguko. Tangu Cg Mnamo 1926, Y-fuwele zilizokatwa ziligunduliwa na kutumika. Hadi wakati huo, X-fuwele za quartz zilizokatwa pekee ndizo zilitumika. Ingawa fuwele za X-zilizokatwa zilikuwa na mgawo wa halijoto wa ~-20ppm/ digrii , fuwele za Y-cut zilionyesha ~+100ppm/℃, ikionyesha kuwa mipasuko tofauti ya fuwele inaweza kutoa vigawo tofauti vya joto. Mnamo 1927, Warren Marrison wa Bell Labs alitengeneza kiwango cha kwanza cha oscillator cha kioo cha quartz. Mnamo 1928, Warren Marrison aliunda saa ya kwanza ya kioo ya quartz katika Maabara ya Simu ya Bell. Saa za quartz zilibadilisha saa za pendulum za usahihi na kuwa vidhibiti saa sahihi zaidi duniani (hadi saa za atomiki). Saa za atomikitumia mawimbi ya sumakuumeme yanayotolewa wakati wa kunyonya/kutolewa kwa nishati ya atomiki kwa muda, kupata usahihi wa ~ kosa la sekunde 1 kwa kila miaka milioni 20-hivi sasa ndicho chombo sahihi zaidi cha kuhifadhi wakati duniani. Mnamo mwaka wa 1934, AT- na BT-resonators za quartz zilizokatwa ziliibuka, zilizogunduliwa kwa kujitegemea na Lack/Willard/Fair (USA), Koga (Japani), na Beckmann/Straubel (Ujerumani). 2. Kipindi cha R&D: Uzalishaji Misa wa Oscillators za Kioo Mnamo 1950, saa za atomiki zilitengenezwa. Saa za quartz zilipata usahihi wa juu wa sekunde 1 zaidi ya miaka 30 (mstari 30 kwa mwaka). Bell Labs ilianzisha mchakato wa hidrothermal kwa ukuaji wa kibiashara-wa kiwango cha kioo cha quartz. 3. Kipindi cha Maendeleo: Uzalishaji wa Kundi & Kuhama kutoka Jeshi hadi Matumizi ya Raia Mnamo mwaka wa 1968, Juergen Staudte wa Usafiri wa Anga wa Amerika Kaskazini alivumbua mchakato wa upigaji picha wa kutengeneza vioksidishaji fuwele vya quartz, kuwezesha uboreshaji mdogo wa bidhaa zinazobebeka kama saa. Mnamo 1976, fuwele za kwanza za SC{1}} zilizokatwa zilipatikana. Hutumika hasa katika oveni-viosilata vya fuwele vinavyodhibitiwa (OCXOs) kutokana na mgawo wao bora zaidi wa halijoto katika halijoto ya uendeshaji ya OCXO. 4. Kipindi cha Maendeleo ya Haraka: Maombi Mseto katika Umeme Kuanzia 1990 hadi sasa, oscillators za quartz zimebadilika kutoka kwa DIP hadi vifurushi vidogo vya SMD, vikibadilika kutoka kwa casings za jadi za chuma hadi plastiki / chuma / kauri encapsulations. Mahitaji ya usahihi na mzunguko yameongezeka, yakidai michakato bora ya utengenezaji. Programu zilizopanuliwa kutoka kwa matumizi ya niche hadi nyanja tofauti kama 5G, IoT, vifaa vya elektroniki vya magari, huduma bora za afya, na vifaa vya akili. III. Muhtasari Miaka 70+ kutoka 1880 hadi 1956 iliashiria kipindi cha msingi cha oscillators za quartz, zinazojulikana kwa uvumbuzi wa msingi na wavumbuzi mashuhuri. Maendeleo ya teknolojia ya quartz yanaonyesha mchakato wa taratibu wa ugunduzi, uelewaji, na ukomavu-maendeleo hayawezi kuharakishwa. 
