I. ಮುನ್ನುಡಿ
ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಆಂದೋಲಕಗಳು, ಕೋರ್ ಆವರ್ತನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಘಟಕಗಳಾಗಿ, ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉಪಕರಣಗಳು, ಭದ್ರತಾ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳು, ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಗೃಹೋಪಯೋಗಿ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಮ್ಯಾಕ್ರೋ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಜಾಗತಿಕ ಮಾಹಿತಿ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯದ ನಿರ್ಮಾಣವು ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಕಸನವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ{2}}ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದ ಆವಿಷ್ಕಾರದಿಂದ ನ್ಯಾನೋ-ಸ್ಕೇಲ್ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್-ಅವು ನಾಲ್ಕು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ರಾಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ಮಾನವ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಮುಂದೂಡಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
II. ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಆಸಿಲೇಟರ್ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಇತಿಹಾಸ
1. ತಾಂತ್ರಿಕ ಜ್ಞಾನೋದಯದ ಅವಧಿ
1880 ರಲ್ಲಿ, ಸಹೋದರರಾದ ಜಾಕ್ವೆಸ್ ಮತ್ತು ಪಿಯರೆ ಕ್ಯೂರಿ ಅವರು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಫಲಕಗಳಿಗೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಸ್ಥಳಾಂತರವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಇದು ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು.ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮ.
ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದ ತತ್ವ: ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ (ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆನೇರ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮ) ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ (ದವಿಲೋಮ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮ) ಒತ್ತಡವು ಅಧಿಕ-ಆವರ್ತನ ಕಂಪನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದರೆ, ಅದು ಅಧಿಕ-ಆವರ್ತನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ಗೆ ಅಧಿಕ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಅವು ಅಧಿಕ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ಗಳನ್ನು (ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕಂಪನಗಳು) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂಕೇತಗಳು.
1918 ರಲ್ಲಿ, ಪಾಲ್ ಲ್ಯಾಂಗೆವಿನ್ ಜಲಾಂತರ್ಗಾಮಿ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ ಆರಂಭಿಕ ಸೋನಾರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದರು. ಇದು ಶಬ್ದ ದಿಕ್ಕಿನ ಶೋಧನೆ, ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಶ್ರೇಣಿ, ಸೋನಾರ್ ನಾಡಿ ಪತ್ತೆ, ಗುರಿ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಟಾರ್ಪಿಡೊ ಎಚ್ಚರಿಕೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಯುದ್ಧತಂತ್ರದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಮಗ್ರ ಮಾಹಿತಿ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಬಹು ಸೋನಾರ್ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು. ಲ್ಯಾಂಗೆವಿನ್ ನೀರಿನೊಳಗಿನ ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು X-ಕಟ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು.
1921 ರಲ್ಲಿ, ವೆಸ್ಲಿಯನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಡಬ್ಲ್ಯೂಜಿ ಕ್ಯಾಡಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕಕ್ಕೆ ಪೇಟೆಂಟ್ ಪಡೆದರು. ಆಂದೋಲಕ ಆವರ್ತನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅವನ ಪೇಟೆಂಟ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಅನುರಣಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು ಮತ್ತು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಬಾರ್ಗಳು / ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ಆವರ್ತನ ಮಾನದಂಡಗಳು ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರ್ಗಳಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಆಸಿಲೇಟರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಆವರ್ತನ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ ಮೊದಲ ವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿ ಕ್ಯಾಡಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.
1923 ರಲ್ಲಿ, ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ GW ಪಿಯರ್ಸ್ ಅವರು ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ನಿರ್ವಾತ ಟ್ಯೂಬ್ ಕವಾಟದ ಗ್ರಿಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವೆ ಇರಿಸುವ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು
1925 ರಲ್ಲಿ, ವೆಸ್ಟಿಂಗ್ಹೌಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ತಮ್ಮ ರೇಡಿಯೊ ಸ್ಟೇಷನ್ KDKA ಗಾಗಿ ಮುಖ್ಯ ಆಂದೋಲಕವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು.
ವ್ಯಾನ್ ಡೈಕ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ರೆಸೋನೇಟರ್ಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಈ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎರಡು ಅನುರಣನ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ದಿಸರಣಿ ಅನುರಣನ ಆವರ್ತನ (ಎಫ್ಎಸ್), ಅಲ್ಲಿ Lg-Cg-Rg ಶಾಖೆಯು ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ ಅನುರಣನ ಆವರ್ತನ (fp), ಒಟ್ಟಾರೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನುರಣನ. Cg 1926 ರಲ್ಲಿ, Y-ಕಟ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಅಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಕೇವಲ X-ಕಟ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. X-ಕಟ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ~-20ppm/ ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, Y-ಕಟ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ~+100ppm/ ಡಿಗ್ರಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಫಟಿಕ ಕಡಿತಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕಗಳನ್ನು ನೀಡಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. 1927 ರಲ್ಲಿ, ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ನ ವಾರೆನ್ ಮ್ಯಾರಿಸನ್ ಮೊದಲ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕ ಮಾನದಂಡವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. 1928 ರಲ್ಲಿ, ವಾರೆನ್ ಮ್ಯಾರಿಸನ್ ಬೆಲ್ ಟೆಲಿಫೋನ್ ಲ್ಯಾಬೋರೇಟರೀಸ್ನಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಗಡಿಯಾರವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ಸ್ಫಟಿಕ ಗಡಿಯಾರಗಳು ನಿಖರವಾದ ಲೋಲಕದ ಗಡಿಯಾರಗಳನ್ನು ವಿಶ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಸಮಯಪಾಲಕರಾಗಿ (ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳವರೆಗೆ) ಬದಲಾಯಿಸಿದವು. ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳುಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ/ಬಿಡುಗಡೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಬಳಸಿ, ಪ್ರತಿ 20 ಮಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳಿಗೆ ~1 ಸೆಕೆಂಡ್ ದೋಷದ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು{2}}ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿಶ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಸಮಯಪಾಲನಾ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. 1934 ರಲ್ಲಿ, AT- ಮತ್ತು BT{2}}ಕಟ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಅನುರಣಕಗಳು ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದವು, ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಲ್ಯಾಕ್/ವಿಲ್ಲರ್ಡ್/ಫೇರ್ (USA), ಕೊಗಾ (ಜಪಾನ್), ಮತ್ತು ಬೆಕ್ಮನ್/ಸ್ಟ್ರಾಬೆಲ್ (ಜರ್ಮನಿ) ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. 2. R&D ಅವಧಿ: ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಆಸಿಲೇಟರ್ಗಳ ಬೃಹತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ 1950 ರಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಫಟಿಕ ಗಡಿಯಾರಗಳು 30 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ (30ms/ವರ್ಷ) 1 ಸೆಕೆಂಡಿನ ಗರಿಷ್ಠ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ. ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ವಾಣಿಜ್ಯ-ಸ್ಕೇಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರವರ್ತಕವಾಗಿದೆ. 3. ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಅವಧಿ: ಬ್ಯಾಚ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಮಿಲಿಟರಿಯಿಂದ ನಾಗರಿಕ ಬಳಕೆಗೆ ಶಿಫ್ಟ್ 1968 ರಲ್ಲಿ, ನಾರ್ತ್ ಅಮೇರಿಕನ್ ಏವಿಯೇಷನ್ನ ಜುರ್ಗೆನ್ ಸ್ಟಾಡ್ಟೆ ಅವರು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಇದು ಕೈಗಡಿಯಾರಗಳಂತಹ ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. 1976 ರಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ SC{1}}ಕಟ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಲಭ್ಯವಾದವು. OCXO ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕದಿಂದಾಗಿ ಓವನ್-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಸ್ಫಟಿಕ ಆಂದೋಲಕಗಳಲ್ಲಿ (OCXOs) ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 4. ದಿ ರ್ಯಾಪಿಡ್ ಡೆವಲಪ್ಮೆಂಟ್ ಪೀರಿಯಡ್: ಡೈವರ್ಸಿಫೈಡ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಷನ್ಸ್ ಇನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ 1990 ರಿಂದ ಇಂದಿನವರೆಗೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ ಆಂದೋಲಕಗಳು ಡಿಐಪಿಯಿಂದ ಸಣ್ಣ SMD ಪ್ಯಾಕೇಜ್ಗಳಿಗೆ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿವೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೋಹದ ಕವಚಗಳಿಂದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್/ಲೋಹ/ಸೆರಾಮಿಕ್ ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿದೆ. ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದ ಅಗತ್ಯತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿವೆ, ಉತ್ತಮ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯಿದೆ. 5G, IoT, ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಹೆಲ್ತ್ಕೇರ್ ಮತ್ತು ಬುದ್ಧಿವಂತ ಉಪಕರಣಗಳಂತಹ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿತ ಬಳಕೆಗಳಿಂದ ವಿಸ್ತರಿಸಲಾಗಿದೆ. III. ಸಾರಾಂಶ 1880 ರಿಂದ 1956 ರವರೆಗಿನ 70+ ವರ್ಷಗಳು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಆಂದೋಲಕಗಳ ಅಡಿಪಾಯದ ಅವಧಿಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಿವೆ, ಇದು ಅದ್ಭುತ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿಯು ಆವಿಷ್ಕಾರ, ತಿಳುವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಪಕ್ವತೆಯ-ಕ್ರಮದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ. 
