با پرتو لیزری با خیال راحت به مقصد برسید

با پرتو لیزری با خیال راحت به مقصد برسید

بررسی امکان سنجی انواع کانال رودوپسین برای اپتوژنتیک در مقیاس نانو

بررسی امکان سنجی انواع کانال رودوپسین برای اپتوژنتیک در مقیاس نانو

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

لیزر چیست؟

لیزر دستگاهی است که نور را به شکل پرتو لیزر تولید می کند. پرتو لیزر با پرتو نور متفاوت است زیرا پرتوهای آن تک رنگ (تک رنگ)، منسجم (با فرکانس و شکل موج یکسان) و همسو (در یک جهت می روند).

لیزرها این "اطلاعات کامل" را ارائه می دهند که برای کاربردهایی که به دقت بالایی نیاز دارند ایده آل است.

آینده نمایشگرهای 3D و تلویزیون های هولوگرافی

آینده نمایشگرهای 3D و تلویزیون های هولوگرافی با مهندس شکوفه ساتری

تلاش های اولیه برای ارائه تصاویر سه بعدی شامل استفاده از دو تصویر است که با هم ترکیب شده اند تا تصور عمق استریوسکوپی را ایجاد کنند. در حالی که این سوال دقیقا همان چیزی است که اولین تصویر واقعی استریوسکوپی یک پیچیده بود، اولین مثال بدون شک به وسیله چارلز Wheatstone در سال 1838 تولید شد. بسیاری از تکنولوژی های مدرن 3D مدرن هنوز به رویکردهای مشابهی برای این تکیه می کنند - جایی که تصاویر کمی متفاوت به سمت چپ و چشم راست برای تولید یک تصویر کلی 3D. عینک های 3D از فیلترهای رنگی برای رسیدن به همان نوع اثر استفاده می کنند.

در حال حاضر چند تکنولوژی صفحه نمایش 3D وجود دارد، از جمله multiView، حجم حجمی، و هولوگرام این می تواند رزولوشن را برای بسیاری از انواع نمایش ها محدود کند.

نمایش های هولوگرافیک به نظر می رسد که تجربه "نهایی" مشاهده 3D را ارائه می دهد. با این حال، علیرغم توسعه اصلی تصاویر متحرک با هولوگرام ها بیش از 50 سال پیش، یک تلویزیون هولوگرافی در اتاق نشیمن ما دیده نمی شود.

مشکل داده

توسعه تلویزیون های هولوگرافی به دلیل حجم قابل توجهی از داده ها به چالش کشیده شده است که باید انتقال و رندر شود تا تصویر 3D نهایی را ایجاد کند.

یک صفحه نمایش هولوگرافی 3D نیاز به تقریبا 10 مرتبه از میزان بیت نسبت به یک تلویزیون سیاه و سفید ساده دارد - نزدیک به 1016 بیت در ثانیه برای یک نسبتا ساده 256 رنگ، 60 هرتز بازخوانی، 70 سانتی متر صفحه نمایش

با این حال، مدولاتورهای نور فضایی ممکن است یک راه حل برای این تقاضای انتقال داده های عظیم ارائه دهند. کریستال مایع در مدولاتورهای نور فضایی سیلیکون می تواند شمارش پیکسل های بزرگ مورد نیاز برای تولید تصاویر با وضوح بالا و همچنین داشتن بهره وری پراش بالا و توانایی انجام برخی از مقدار مدولاسیون فاز را پردازش کند. در حالی که Viscoelasticity از کریستال های مایع بسیار زیاد است تا بتواند نرخ های بازخوانی بسیار بالا را فراهم کند، تلاش های فعلی برای استفاده از دستگاه های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) وجود دارد، زیرا آنها می توانند میزان بازخوانی را به دست آورند که مرتبه بالاتر هستند.

نرخ بازخوانی بهبود یافته برخی از توانایی انجام مدولاسیون فاز را قربانی می کند، اما بهبود در روش های تولید MEMS ممکن است به کاهش غیر خطی پاسخ دستگاه های MEMS کمک کند و اطمینان حاصل شود که پاسخ قابل مقایسه در تمام دستگاه ها در آرایه صفحه نمایش کامل است.

تولید هولوگرام

چالش دیگر حجم داده های بزرگ برای تلویزیون های هولوگرافی، در تولید خود هولوگرام قرار دارد. در یک هولوگرام استاندارد، یک پرتو لیزر یک تصویر مرجع 3D را دقیقا همانطور که ممکن است ثبت می کند، که پس از آن می تواند با یک پرتو دوم روشن شود تا تصویر را بازگرداند. این به این معنی است که تمام اطلاعات تولید شده یا تصاویر باید از پیش ثبت شده و رمزگذاری شود.

تلاش برای استفاده از رویکردهای یادگیری ماشین و سایر الگوریتم های محاسباتی کارآمد برای اجازه دادن به تولید هولوگرام ها وجود دارد. نمایش ها می توانند قادر به تولید صحنه های تصادفی با وضوح بالا و همچنین برای برنامه های کاربردی مانند چاپ 3D غوطه ور باشند. این کار با استفاده از هولوگرافی تانسور برای پیدا کردن روش های حافظه کارآمد و ارزان برای محاسبه هولوگرام های مورد نیاز انجام می شود.

یک مشکل اقتصادی؟

در حالی که برای هولوگرافی 3D هنوز چالش های مهندسی وجود دارد که برای تولید صفحه نمایش های 3D با نرخ بازخوانی خوب و قطعنامه ها، در نهایت یکی از بزرگترین موانع تصویب تکنولوژی های صفحه نمایش 3D، غلبه می کند.

در حالی که برخی از اقلام خانگی مانند نینتندو 3DS از فیلتر های اختلاف منظر برای تولید تصاویر 3D بدون نیاز به عینک استفاده می کنند، این قطعنامه موثر صفحه نمایش را متوقف می کند و از لحاظ زاویه دید، یک نقطه شیرین نسبتا کوچک دارد. برخی از مطالعات نشان می دهد تا 50٪ از بینندگان، درجه ای از ناراحتی های بصری را با 3D استریوسکوپی به علت عوامل مانند بحث متقابل و تفاوت های نامناسب که وابسته به زاویه مشاهده هستند، پیدا کنید

یکی دیگر از عوامل مانع از جذب نمایش های 3D به سادگی هزینه است. تولید قابل اعتماد از MEMS نیاز به فرآیندهای لیتوگرافی دقیق بسیار بالا دارد و بنابراین نمایش واقعا هولوگرافی که بر بسیاری از مسائل با ناراحتی بصری غلبه می کند، به طور غیرقانونی گران است.

محتوای 3D خود را می توان گران تر برای تولید، و با جذب ضعیف، این شور و شوق مصرف کنندگان را برای نسل جدید از صفحه نمایش های 3D کاهش داده است.

با این حال، با بیشتر علل ناراحتی بصری که به خوبی درک و بهبود قابل ملاحظه ای در نمایشگاه های چند منظوره و حجم حجم وجود دارد - که در حال حاضر خواص نمایشگر بسیار بهتر را ارائه می دهد، اما ممکن است یک آینده جدید برای نمایش های 3D وجود داشته باشد

پلاسمای فیوژن

پلاسمای فیوژن

ما روی همجوشی محاصره اینرسی (ICF) کار می کنیم که شامل تمرکز صدها پرتو لیزر بر روی یک هدف به اندازه یک سانتی متر است. هدف ، ساخته شده از دوتریوم و تریتیوم منفجر می شود و تحت همجوشی قرار می گیرد - همان فرایندی که ستارگان را نیرو می دهد. این فرآیند مقدار زیادی انرژی تولید می کند و استفاده از آن می تواند منبع بی حد و حصر انرژی برای آینده بشریت باشد.

منبع پمپ یا منبع انرژی

مشخصات پرتو لیزر

انسجام

ما می دانیم که وقتی الکترونهای برانگیخته (الکترونهایی که در سطح انرژی بالاتری هستند) به سطح انرژی پایین تر می روند ، نور مرئی ساطع می شود. فرآیند حرکت الکترون ها از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین تر یا سطح انرژی پایین تر به سطح انرژی بالاتر ، انتقال الکترون نامیده می شود.

پرتو لیزر

لیزر

ویژگی های لیزر

نور لیزر چهار ویژگی منحصر به فرد دارد که آن را از نور معمولی متمایز می کند: اینها هستند

انسجام

جهت دار بودن

تک رنگ

شدت بالا

میکروسکوپ فلورسانس پیشرفته

میکروسکوپ فلورسانس پیشرفته

نانوسکوپی کاهش انتشار تحریک شده (STED) یک روش تصویربرداری فلورسانس با وضوح فوق العاده برای مطالعه فعل و انفعالات زیست مولکولی در سیستم های زنده در بالاترین وضوح زمانی و مکانی است. در این تحقیق ، ابزار دقیق مبتنی بر نانوسکوپی STED از طریق اجرای اسکنرهای پرتو لیزر فوق سریع و اپتیک های تطبیقی برای سرکوب انحرافات پیشرفته خواهد شد.  

ویبرومتر داپلر لیزری

لطفا توجه داشته باشید که محتوای این کتاب در درجه اول شامل مقالاتی است که از ویکی پدیا یا سایر منابع رایگان بصورت آنلاین در دسترس است. ویبرومتر لیزر داپلر (LDV) ابزاری علمی است که برای اندازه گیری ارتعاشات غیر تماسی سطح استفاده می شود. پرتوی لیزر از LDV به سطح مورد نظر هدایت می شود و دامنه و فرکانس ارتعاش به دلیل حرکت سطح از شیفت داپلر فرکانس پرتوی لیزر استخراج می شود. خروجی LDV به طور کلی یک ولتاژ آنالوگ مداوم است که مستقیماً با مولفه اجزا  سرعت هدف در امتداد جهت پرتو لیزر متناسب است.