جزوه لیزر حالت جامد

توضیحات کتاب

به دلیل ویژگی های مطلوب لیزرهای حالت جامد، آنها تبدیل به نامزدهای مورد نظر برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی در علوم و فناوری، از جمله طیف سنجی، نظارت بر اتمسفری، Micromachining، و مترولوژی دقیق شده اند. ارائه تازه ترین تحولات در زمینه، لیزر و برنامه های جامد حالت متمرکز بر طراحی و برنامه های کاربردی سیستم های لیزر جامد است.

این کتاب با مشارکت از کارشناسان برجسته بین المللی، این کتاب به بررسی آخرین نتایج تحقیقاتی و کاربردهای لیزر حالت جامد و همچنین سیستم های لیزر مختلف می پردازد. فصل های آغازین بحث های فعلی و کاربرد رسانه های جدید پیشرفته حالت جامد در مناطق مختلف طول موج را مورد بحث قرار می دهند، از جمله لیزر های دوپینگ سریم در محدوده ماوراء بنفش، لیزرهای یتربیم در نزدیکی 1 میکرومتر، لیزر های دوپینگ یونی خاکی در منطقه ایمن چشم، و قابل تنظیم CR2 +: لیزر Znse در محدوده مادون قرمز. فصل های باقی مانده، حالت های خاصی از عملکرد سیستم های لیزر حالت جامد را مطالعه می کنند، مانند لیزر میکروچال پالس، لیزر های نئودیمیم با قدرت بالا، لیزر های حالت جامد فوق العاده ایالتی، تقویت پالس های فمتوثانیه  با تقویت کننده های پارامتری نوری و ویژگی های نویز لیزرهای حالت جامد .

لیزر و برنامه های کاربردی حالت جامد، مهمترین جنبه های این زمینه را پوشش می دهد تا پوشش جامع، پوشش جامع لیزرهای حالت جامد را فراهم کند.

فهرست مطالب

مقدمه لیزر microchip microchip به طور انحصاری Q-switched. لیزر و مواد جامد حالت جامد Yb. قابل تنظیم CR2 +: لیزر Znse در مادون قرمز. تمام لیزرهای سرامیک فوق العاده ایالتی. لیزر حالت جامد زمین نادر زمین. لیزر نئودیمیوم با قدرت بالا. لیزر فوق العاده: فناوری و برنامه های کاربردی. لیزر لیزر لیزر Femtosecond Multipass-Cavity Multipass-Cavity-Dumped Femtosecond Laser Oscillator و برنامه کاربردی به نوشتن موجبر. تکنولوژی لیزر حالت جامد برای مترولوژی فرکانس نوری. تقویت کننده های پارامتری نوری اپتیکال فوق العاده حالت جامد. سر و صدا لیزرهای حالت جامد. فهرست مطالب.

جزوه لیزرهای گازی

توضیحات کتاب

لیزر با استفاده از رسانه های فعال گازی، انعطاف پذیری بالا، قابلیت های گسترده ای و مزایای در هزینه، کیفیت پرتو و مقیاس پذیری قدرت را ارائه می دهند. لیزر گاز تمایل به محبوبیت اخیر و تکثیر لیزرهای نیمه هادی را تحت تأثیر قرار داده است. به عنوان یک نتیجه از این تغییر در تمرکز، جزئیات در مورد پیشرفت های مدرن در لیزر گاز دشوار است برای پیدا کردن. علاوه بر این، انواع مختلف لیزر گاز دارای خواص منحصر به فرد هستند که در سایر مراجع به خوبی توصیف نشده اند. جمع آوری کمک های کارشناسان از مقامات مربوط به انواع خاصی از لیزر، لیزر گاز، اصول، تحقیقات فعلی و کاربرد این کلاس مهم لیزر را بررسی می کند.

مهم است که تمام انواع لیزرها را از حالت جامد به گاز، قبل از تصمیم گیری برای هر گونه درخواست، درک کنید. این کتاب با بحث در مورد تعریف و خواص رسانه های گازی همراه با دینامیک مایع آن، مدارهای تحریک الکتریکی و رزوناتورهای نوری، شکاف را پر می کند. از این بنیاد، بحث به فیزیک پایه، ویژگی ها، برنامه های کاربردی و تلاش های تحقیقاتی فعلی برای انواع خاصی از لیزر گاز: لیزر CO، لیزر CO2، لیزر های HF / DF، لیزر ، لیزر های ید و لیزرهای بخار فلزی راه اندازی می شود. فصل نهایی در مورد لیزرهای متفرقه که در فصل های قبلی پوشیده نشده است، بحث می کند.

جمع آوری مواد سخت به پیدا کردن به یک منبع مناسب، لیزر گاز یک بررسی دایره المعارف ارائه می دهد که به شما کمک می کند تا به برنامه های جدید با موجودی کامل تر از گزینه های لیزر استفاده کنید.

فهرست مطالب

اصول لیزر گاز

معرفی

رسانه های گاز

طیف سنجی گازها

خطوط طیفی

شرایط به دست آوردن

عمل لیزر - یک مدل ساده

رزوناتورهای لیزر

تکنیک های پمپاژ

سیستم های خنک کننده

منابع

دینامیک سیالات

CW لیزر گاز فوق العاده

ساختار جریان در حفره لیزر پس از مخلوط کردن بانک نازل

کیفیت نوری جریان در حفره لیزر پس از مخلوط کردن بانک نازل

مشکل مخلوط کردن در نازل های لیزرهای شیمیایی فوق العاده

رزوناتور لیزر گاز بالا قدرت بالا

سیستم های بازیابی فشار برای لیزر گاز سوپاپ شیمیایی

منابع

رزوناتورهای نوری

معرفی

معادلات پایه و روش شناسی

انواع رزوناتورها

به دست آوردن اشباع و اثرات متقابل حالت متوسط

منابع

مدارهای الکتریکی

جنبه عمومی تخلیه گاز یونیزه

خودپرداز در مقابل تخلیه غیر قابل قبول خود

مدارهای پالس

تکنیک های پیشگیرانه

مدارهای تحریک فرکانس رادیویی VS DC تخلیه درخشان

منابع

لیزر تخلیه الکتریکی؛ 

معرفی

اظهارات تاریخی

مکانیسم تشکیل جمعیت معکوس در لیزر تخلیه الکتریکی

افزایش سیگنال کوچک و طیف لیزر CO

حالت پالسی از عملیات لیزر CO

مدل تئوری لیزر تخلیه الکتریکی

تحقیقات تجربی و توسعه لیزرهای باند بنیادی باند

تحقیق و توسعه لیزر 

مولکول دی اکسید کربن

منظم، دنباله و انتقال داغ

جابجایی طیفی ایزوتوپ

پارامترهای اولیه طیفی و به دست آوردن لیزر CO2

شرایط مهر و موم شده از یک لیزر CO2

ساختار لیزر CO2 - مکانیکی، برق و نوری

تنظیم و عملیات تک فرکانس

لیزر CO2 موجبر موج جابجایی RF

آرایه های لیزر CO2 Waveguide Waveguide RF

RF-Expited Slab-WaveGuide CO2 لیزر

Sealed-off diffusion-cooled RF Transversely All-metal co2 lasers را تحریک می کند

توزیع دما

دینامیک لیزر CO2

DC یا تحریک RF؟

تحریک مایکروویو از لیزرهای CO2

برخی از خواص عملیاتی نوری CO2: N2: او مخلوط است

منابع

لیزر CO2 الکتریکی با قدرت بالا؛ 

مقدمه و پیشینه تاریخی

بحث فنی: تحولات اولیه

تئوری پایه استخراج قدرت

حداکثر قدرت یا بهره وری

استفاده بهینه از اثرات پویای گاز فشرده

طراحی حفره بهینه

نمونه های طراحی حفره مربوط به لیزر محوری جریان مداوم ترانسونیک

برخی از ملاحظات مقیاس فشار

تولید و کنترل بسیار یکنواخت، حجم بزرگ، پلاسما با فشار بالا با ورودی قدرت خاص خاص

اولین لیزر جمع و جور کلاس 20 کیلو وات

ابزار جایگزین از حجم بزرگ، تثبیت پلاسما با فشار بالا

توسعه لیزر تی

پرتو الکترونی یونیزه CO2 لیزر

لیزر یونیزاسیون بهمن کنترل شده

لیزر CO2 تک پالس تک پالس

جمع و جور، نرخ بالا تکرار نرخ CO2 لیزر

COMACT، پیوسته، به طور مداوم، کنترل شده بهمن لیزر CO2

مشکلات ویژه مرتبط با قدرت مستمر بسیار بالا

ناپایداری حالت رسانه

روش های پیشنهادی برای از بین بردن ناپایداری های متقابل حالت رسانه ای

زمینه های امیدوار کننده برای آینده

منابع

لیزر شیمیایی هیدروژن و دیتریم فلوراید

بررسی اجمالی

فیزیک و شیمی درمورد احتراق لیزر شیمیایی موجی مداوم

مکانیک مایع لیزر شیمیایی

مدل سازی لیزرهای شیمیایی

لیزر اگزایمر

معرفی

لیزر دیمر گاز نادر

لیزرهای Exciplex

تکرار پالس تخلیه لیزر Exciplex

نتیجه

لیزر ید اتمی

معرفی

فیزیک پایه لیزرهای ید اتمی

لیزر ید فتوولیتیک

لیزر ید شیمیایی اکسیژن شیمیایی

تشخیص کویل

عملکرد اکسیژن تک تک

تمام لیزر ید فاز فاز

لیزرهای ید الکتریک اکسیژن اکسیژن

خلاصه

منابع

لیزر بخار فلزی؛

معرفی

لیزر بخار فلزی، نکات عمومی

انواع لیزرهای بخار فلزی

لیزرهای مس

لیزر HE-CD

لیزر یون مس UV

منابع

دیگر لیزرهای گاز

معرفی

لیزرهای He-ne

لیزرهای یون

لیزر مادون قرمز دور

لیزر 

لیزر XE

لیزر N2

منابع

فهرست مطالب

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

جدید مواد نوری / ساختار و برنامه های کاربردی

لیزر قدرت بالا و برنامه های کاربردی

لیزر قدرت بالا بالا، لیزر انرژی پالس بالا و برنامه های کاربردی

لیزر و برنامه های کاربردی جدید رمان / فیبر / دیود

منابع و برنامه های کاربردی کوتاه مدت موج موج کوتاه

دستگاه های Terahertz، اپتیک های غیر خطی و برنامه های کاربردی

دستگاه های نوری جدید، مواد، ساختار و برنامه های کاربردی

دستگاه های نوری و تکنیک های زیست محیطی و برنامه های پزشکی

فرکانس نوری فرکانس / فرکانس تثبیت لیزر و برنامه های کاربردی

اپتیک کوانتومی و برنامه های کاربردی آنها

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

فن آوری های نورومورفیک فوتونیک در ارتباطات نوری

فن آوری های نورومورفیک فوتونیک در ارتباطات نوری ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

خلاصه

یادگیری ماشین (ML) و محاسبات neuromorphic اند اجرای حل مسئله در بسیاری از برنامه های کاربردی است. از جمله روش های زمین های حاصلخیز در ارتباطات نوری، یک میدان فن آوری است که بسیار خواستار از نظر سرعت محاسباتی و پیچیدگی پیدا شده است. آخرین پیشرفت به شدت پردازش سیگنال پیشرفته پشتیبانی، به اجرا در حوزه دیجیتال. الگوریتم سطوح مختلف هدف پیچیدگی در بهبود بازیابی اطلاعات، توسعه میدان انتقال، اعتبار یکپارچگی عملیات شبکه های نوری، و نظارت بر گسل انتقال داده ها. به تازگی، مفهوم محاسبات مخزن (RC) پیاده سازی سخت افزاری الهام در فوتونیک که ممکن است راه حل های انقلابی در این زمینه ارائه دهد. در یک معرفی مختصر، من برخی از پردازش سیگنال دیجیتال تاسیس (DSP) تکنیک ها و برخی از روش های جدید بر اساس ML و شبکه عصبی معماری (NN) مورد بحث است. در بخش اصلی، من از طرح محاسبات neuromorphic که به طور خاص به سخت افزار فوتونی اعمال و دیدگاه های جدید در پرداختن به پردازش سیگنال در ارتباطات نوری را بررسی کند. من توپولوژی اساسی در غذا به جلو و شبکه عود پیاده سازی فوتونی مورد بحث است. در نهایت، من توپولوژی فوتونی است که در ابتدا برای انجام وظایف معیار کانال برابری مورد آزمایش قرار گرفتند، و سپس در سیستم های انتقال فیبر، برای تشخیص نوری هدر، بازیابی اطلاعات، و شناسایی فرمت مدولاسیون بررسی می کند.

کلمات کلیدی: انتقال فیبر؛ فراگیری ماشین؛ محاسبات neuromorphic؛ ارتباطات نوری؛ سیستم های فوتونی؛ محاسبات مخزن

1. مقدمه

در دهه های گذشته، وجود داشته است پیشرفت های تکنولوژیک عمده ای در سیستم های فیبر نوری، که قابلیت های فعلی زیرساخت های شبکه انتقال داده ها را شکل داده اند بوده است. از آنجا که اولین طرح و ساخت فیبرهای نوری [1]، چند سنگ پله فن آوری تثبیت فن آوری و عملیات شبکه فیبر نوری، به عنوان ما امروز می شناسیم. توسعه تقویت کننده فیبر اربیم، دوپ (EDFA) [2] ارائه شده از بین بردن تبدیل الکتریکی نوری. را قادر می سازد از طول موج تقسیم چندگانه (WDM) [3] اجازه بهره برداری از رسانه های فیزیکی را تحت موازی توسعه یافته است. توسعه گیرنده منسجم اعتماد کرد. [4] به ما اجازه افزایش ابعاد از اطلاعات کد گذاری و رسیدن به انتقال. و در نهایت، DSP به انفجار داده های کلی توان در طول کانال فیبر فیزیکی [5] است. آخرین مسیر پژوهش در ارتباطات نوری معرفی چالش در حال حاضر جدید؛ رمزگذاری اطلاعات با فرمت های مدولاسیون بالا سفارش، انتقال سیگنال با قدرت نوری فراتر از حد مجاز فیبر غیر خطی، بهبود نسبت سیگنال به نویز (SNR) در گیرنده، و ایجاد نویز فاز و بین کانال جبران دخالت برای نرخ بالا علامت در ثانیه سیستم [6]. به موازات، طرح های رمان اجزاء فیزیکی پاسخ به این چالش ها، در حالی که کاهش انرژی خود و رد پای اندازه. منابع نوری جدید هدف در شدت نسبی کم و یا / و فاز سر و صدا تولید حامل های نوری. تعدیل کننده نوری بهینه سازی شده برای حمایت از مدولاسیون چند سطح حالی که بهینه سازی و در نتیجه فرکانس جیر جیر سیگنال مدوله و عامل در ولتاژ بایاس کم است. تقویت کننده های نوری از نظر شکل سر و صدا خود بهبود یافته است. در مرحله تشخیص، photoreceivers با پهنای باند بالا، پاسخ مسطح، و responsivity بالا دوباره طراحی شده است.

اما جدا از پیشرفت هایی که به کانال فیزیکی اعمال می شود، تلاش های پژوهشی بزرگ در کدگذاری داده ها و روش رمزگشایی تمرکز می کنند. تنظیم خواص سیگنال تبلیغ به لغو و یا اثرات ناشی از انتقال تا حدی کاهش مفید ثابت شده است. در امیتر، شکل دهی پالس به لحن مورد استفاده به شکل سیگنال های فیزیکی است که نشان دهنده رقم های دودویی کد گذاری یا علامت. به خصوص برای چند سطح، دامنه فاز (IQ) برای رمزگذاری طرح، این بود که معمولا توسط شکل دادن به احتمالاتی (PS) و یا شکل دادن هندسی (GS) [5، 7] خطاب، [8]، [9]، با هدف به نزدیک شدن به شانون حد [10]. بیشترین شکلدهی مناسب توسط الگوریتم بهینه سازی تکراری، که در به حداقل رساندن احتمال خطا نماد متوسط ​​و به حداکثر رساندن اطلاعات متقابل [11] هدف تعریف شده است. در گیرنده، چند مرحله پس از پردازش در طول سال به منظور بهبود کیفیت بازیابی اطلاعات استفاده شد. برای سیستم های بدون پرداخت غرامت فیزیکی از پراکندگی رنگی، اکولایزر فیلتر دیجیتال به اجرا در آمد. [12]، [13]. اما بیشتر چالش های زمانی که هدف در جبران خسارت و یا کاهش اثرات فیبر غیر خطی بوجود می آیند. غیر خطی درون و برون کانال در فیبر نوری اختلالات اصلی که از دسترس یک خط انتقال [5، 14، 15] محدود می کند. راه حل الگوریتمی تاسیس امروزه شامل راه حل اختلال به همراه غیر خطی معادله شرودینگر (CNLSE)، تک کانال و پس انتشار دیجیتال چند کانال (DBP) [16]، ولترا غیر خطی اکولایزر [17]، و کرامرز-Kronig

فن آوری های نورومورفیک فوتونیک در ارتباطات نوری

فن آوری های نورومورفیک فوتونیک در ارتباطات نوری ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

خلاصه

یادگیری ماشین (ML) و محاسبات neuromorphic اند اجرای حل مسئله در بسیاری از برنامه های کاربردی است. از جمله روش های زمین های حاصلخیز در ارتباطات نوری، یک میدان فن آوری است که بسیار خواستار از نظر سرعت محاسباتی و پیچیدگی پیدا شده است. آخرین پیشرفت به شدت پردازش سیگنال پیشرفته پشتیبانی، به اجرا در حوزه دیجیتال. الگوریتم سطوح مختلف هدف پیچیدگی در بهبود بازیابی اطلاعات، توسعه میدان انتقال، اعتبار یکپارچگی عملیات شبکه های نوری، و نظارت بر گسل انتقال داده ها. به تازگی، مفهوم محاسبات مخزن (RC) پیاده سازی سخت افزاری الهام در فوتونیک که ممکن است راه حل های انقلابی در این زمینه ارائه دهد. در یک معرفی مختصر، من برخی از پردازش سیگنال دیجیتال تاسیس (DSP) تکنیک ها و برخی از روش های جدید بر اساس ML و شبکه عصبی معماری (NN) مورد بحث است. در بخش اصلی، من از طرح محاسبات neuromorphic که به طور خاص به سخت افزار فوتونی اعمال و دیدگاه های جدید در پرداختن به پردازش سیگنال در ارتباطات نوری را بررسی کند. من توپولوژی اساسی در غذا به جلو و شبکه عود پیاده سازی فوتونی مورد بحث است. در نهایت، من توپولوژی فوتونی است که در ابتدا برای انجام وظایف معیار کانال برابری مورد آزمایش قرار گرفتند، و سپس در سیستم های انتقال فیبر، برای تشخیص نوری هدر، بازیابی اطلاعات، و شناسایی فرمت مدولاسیون بررسی می کند.

کلمات کلیدی: انتقال فیبر؛ فراگیری ماشین؛ محاسبات neuromorphic؛ ارتباطات نوری؛ سیستم های فوتونی؛ محاسبات مخزن

1. مقدمه

در دهه های گذشته، وجود داشته است پیشرفت های تکنولوژیک عمده ای در سیستم های فیبر نوری، که قابلیت های فعلی زیرساخت های شبکه انتقال داده ها را شکل داده اند بوده است. از آنجا که اولین طرح و ساخت فیبرهای نوری [1]، چند سنگ پله فن آوری تثبیت فن آوری و عملیات شبکه فیبر نوری، به عنوان ما امروز می شناسیم. توسعه تقویت کننده فیبر اربیم، دوپ (EDFA) [2] ارائه شده از بین بردن تبدیل الکتریکی نوری. را قادر می سازد از طول موج تقسیم چندگانه (WDM) [3] اجازه بهره برداری از رسانه های فیزیکی را تحت موازی توسعه یافته است. توسعه گیرنده منسجم اعتماد کرد. [4] به ما اجازه افزایش ابعاد از اطلاعات کد گذاری و رسیدن به انتقال. و در نهایت، DSP به انفجار داده های کلی توان در طول کانال فیبر فیزیکی [5] است. آخرین مسیر پژوهش در ارتباطات نوری معرفی چالش در حال حاضر جدید؛ رمزگذاری اطلاعات با فرمت های مدولاسیون بالا سفارش، انتقال سیگنال با قدرت نوری فراتر از حد مجاز فیبر غیر خطی، بهبود نسبت سیگنال به نویز (SNR) در گیرنده، و ایجاد نویز فاز و بین کانال جبران دخالت برای نرخ بالا علامت در ثانیه سیستم [6]. به موازات، طرح های رمان اجزاء فیزیکی پاسخ به این چالش ها، در حالی که کاهش انرژی خود و رد پای اندازه. منابع نوری جدید هدف در شدت نسبی کم و یا / و فاز سر و صدا تولید حامل های نوری. تعدیل کننده نوری بهینه سازی شده برای حمایت از مدولاسیون چند سطح حالی که بهینه سازی و در نتیجه فرکانس جیر جیر سیگنال مدوله و عامل در ولتاژ بایاس کم است. تقویت کننده های نوری از نظر شکل سر و صدا خود بهبود یافته است. در مرحله تشخیص، photoreceivers با پهنای باند بالا، پاسخ مسطح، و responsivity بالا دوباره طراحی شده است.

اما جدا از پیشرفت هایی که به کانال فیزیکی اعمال می شود، تلاش های پژوهشی بزرگ در کدگذاری داده ها و روش رمزگشایی تمرکز می کنند. تنظیم خواص سیگنال تبلیغ به لغو و یا اثرات ناشی از انتقال تا حدی کاهش مفید ثابت شده است. در امیتر، شکل دهی پالس به لحن �%8

مجله نانوفوتونیک

درباره این مجله

نانوفوتونیک نتایج تحقیقات بین المللی اخیر، پیشرفت های خاص در زمینه های زمینه و برنامه های جدید را پوشش می دهد و در همکاری با علم منتشر شده است. این متعلق به مجلات بالا در زمینه است. نانوفوتونیک بر اثر متقابل فوتون ها با نانو ساختارها، مانند نانوذرات کربن، ذرات نانو فلزی، کریستال نانو، نقاط نانو نیمه هادی، کریستال های فوتونیک، بافت و DNA، تمرکز دارد. مجله آخرین تحولات برای فیزیکدانان، مهندسان و دانشمندان مادی را پوشش می دهد که در زمینه های مربوط به:

پلاسمونیک: نانوساختارهای فلزی و خواص نوری آنها

متا مواد، اصول و برنامه های کاربردی

مفاهیم و دستگاه های نانوفوتونیک برای برداشت و تبدیل انرژی خورشیدی

میکروسکوپ نوری در نزدیکی میدان

Nanowavuideguide و دستگاه

نانو لیزر

نانوساختارها، نانوذرات، نانولوله ها، نانوسیم ها، نانوسیم ها

کریستال های فوتونی

فوتونیک سیلیکون یکپارچه

نقطه کوانتومی نیمه هادی

اطلاعات کوانتومی و اطلاعات کوانتومی

انتشار پالس فوق العاده و غیر خطی در مواد نانو و ساختارها

تعامل نور سبک، تکنیک های دستکاری نوری

نانوبیوفوتونیک

اکسپلویی

اپلئوکیک

برنامه های کاربردی سیستم بر اساس دستگاه های نانوفوتونیک

تکنیک های نانوذرات، پردازش فیلم نازک، خودآموزی

مدار مجتمع فوتونیک - مدار مجتمع فوتونیک چیست؟

مدار مجتمع فوتونیک یا معمولاً به اختصار PIC از نظر تئوری بسیار شبیه به مدار مجتمع الکترونیکی است. برخلاف مدارهای مجتمع الکترونیکی، مدار مجتمع فوتونیک دارای اجزای نوری متعددی مانند تقویت کننده های نوری، لیزرها، تضعیف کننده ها، آشکارسازها، مالتی پلکسرها و مولتی پلکسرها می باشد. مدارهای مجتمع فوتونیک در مقیاس بزرگ امکان ادغام ده ها یا چند جزء نوری مجزا را در یک دستگاه واحد فراهم می کند.

هر دو ادغام ترکیبی و یکپارچه از انواع ادغام فوتونیک هستند. مدارهای مجتمع فوتونیک هیبریدی، دستگاه های نوری تک عملکردی را در یک بسته واحد گرد هم می آورند. امروزه از ادغام های هیبریدی برای پیوستن به دستگاه های فوتونیک یکپارچه متعدد استفاده می شود.

از سوی دیگر، ادغام یکپارچه بسیاری از دستگاه ها را به یک ماده فوتونیک متصل می کند. تولید مدارهای مجتمع فوتونیک یکپارچه شامل ساخت دستگاه ها در یک بستر مشترک است. این اجازه می دهد تا تمام کوپلینگ های فوتونیک در بستر رخ دهند و همه عملکردها در یک دستگاه واحد و از نظر فیزیکی استثنایی ظاهر شوند.

فناوری مقیاس ویفر عموماً برای تولید مدارهای مجتمع فوتونیک بر روی بسترها یا تراشه های سیلیس، سیلیکون یا لیتیوم نیوبات استفاده می شود. کاربردهای اولیه بلورهای یکپارچه فوتونی در زمینه ارتباطات فیبر نوری و به ویژه شبکه های فیبر نوری است. مدارهای مجتمع فوتونیک ممکن است در حسگرهای نوری و مترولوژی نیز استفاده شوند.

مدارهای مجتمع فوتونیک در مراحل اولیه تحقیق و توسعه هستند. تأثیر ادغام فوتونیک بر صنعت ارتباطات می تواند به اندازه ادغام الکترونیکی مهم باشد. آینده توسعه مدارهای مجتمع فوتونیک می تواند به بسته های پیشرفته تر و ادغام الکترونیک و اپتیک منجر شود.

توسعه دارو می تواند با استفاده از اثر فوتونیک جدید تسریع شود

نانوساختارهای نیمه هادی پیچ خورده نور قرمز را به نور آبی پیچ خورده در حجم های کوچک تبدیل می کنند که ممکن است به ایجاد داروهای کایرال کمک کند.

دانشمندان دانشگاه باث و دانشگاه میشیگان نشان داده اند که نیمه هادی های پیچ خورده در مقیاس نانو نور را به شیوه ای جدید کنترل می کنند. این اثر می تواند برای تسریع کشف و ایجاد داروهای نجات دهنده زندگی و همچنین فناوری های فوتونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

اثر فوتونیک می تواند به توسعه سریع و غربالگری آنتی بیوتیک های جدید و سایر داروها از طریق اتوماسیون کمک کند - اساساً شیمیدانان رباتیک. این یک ابزار تجزیه و تحلیل جدید برای غربالگری با کارایی بالا ارائه می دهد، تکنیکی برای بررسی کتابخانه های عظیم ترکیبات شیمیایی.

یک نمونه دقیقه از هر ترکیب، یک چاه را روی یک میکروپلیت بسته بندی می کند. چاه ها می توانند به اندازه یک میلی متر مکعب کوچک باشند و یک بشقاب به اندازه یک شکلات می تواند هزار عدد از آنها را در خود جای دهد.

برای برآورده ساختن الزامات شیمی روباتیک نوظهور، چاه ها بسیار کوچک می شوند - برای روش های تحلیلی فعلی بسیار کوچک. بنابراین، روش‌های اساساً جدیدی برای تجزیه و تحلیل داروهای احتمالی مورد نیاز است.

جزئیات این مطالعه در Nature Photonics گزارش شده است.

یکی از اندازه‌گیری‌های اصلی در اکتشاف دارو، کایرالیته یا چرخش مولکول است. سیستم‌های بیولوژیکی، مانند بدن انسان، معمولاً یک جهت را بر دیگری ترجیح می‌دهند - فرهای چپ‌دست یا راست‌دست.

در بهترین حالت، یک مولکول دارویی با پیچش اشتباه هیچ کاری انجام نمی دهد، اما در بدترین حالت، می تواند منجر به آسیب شود. اثر آشکار شده توسط دانشمندان اجازه می دهد کایرالیته در حجم هایی که 10000 برابر کوچکتر از یک میلی متر مکعب هستند اندازه گیری شود.

حجم کوچک ممکن برای ثبت این اثرات، خاصیت تغییر بازی است که محققان را قادر می‌سازد تا از مقادیر بسیار کمی از داروهای گران قیمت استفاده کنند و هزاران برابر داده‌های بیشتری را جمع‌آوری کنند.

نیکلاس کوتوف، نویسنده همکار مطالعه و استاد برجسته دانشگاه علوم شیمی و مهندسی ایروینگ لانگمویر، دانشگاه میشیگان

این تکنیک به ساختاری بستگی دارد که تحت تأثیر طرح های بیولوژیکی است که در آزمایشگاه کوتوف فرموله شده است. تلورید کادمیوم، نیمه هادی که به طور گسترده در سلول های خورشیدی استفاده می شود، به نانوذراتی که شبیه بخش های کوتاه یک نوار پیچ خورده هستند، مهندسی شده است. اینها به شکل مارپیچ جمع می شوند و از روشی که پروتئین ها جمع می شوند تقلید می کنند.

مارپیچ های نیمه هادی کوچک که با نور قرمز روشن می شوند، نور جدیدی تولید می کنند که آبی و پیچ خورده است. نور آبی نیز در جهت خاصی ساطع می شود که جمع آوری و تجزیه و تحلیل آن را آسان می کند. تریفکتا از اثرات نوری غیرمعمول به شدت نویزهایی را که مولکول ها و ذرات نانومقیاس دیگر در مایعات بیولوژیکی ایجاد می کنند کاهش می دهد.

نیکلاس کوتوف، استاد برجسته دانشگاه ایروینگ لانگمویر در علوم و مهندسی شیمی، دانشگاه میشیگان

برای استفاده از این اثرات در غربالگری با توان بالا برای کشف دارو، نانوذرات مونتاژ شده در مارپیچ ممکن است با یک داروی نامزد ترکیب شوند. هنگامی که نانومارپیچ ها با دارو یک مجموعه قفل و کلید تشکیل می دهند و به تقلید از هدف دارو می پردازند، پیچش نانومارپیچ ها به طور قابل توجهی تغییر می کند. این تغییر در پیچش را می توان از طریق نور آبی محاسبه کرد.

«کاربرد داروها در حال حاضر فقط یک مسئله توسعه فناوری است. گام بعدی ما جستجوی بودجه برای این توسعه است.

تشکیل نور آبی از قرمز نیز در توسعه دارو در نمونه هایی که به پیچیدگی بافت های بیولوژیکی نزدیک می شوند مفید است. تقسیم دو رنگ نور از نظر فنی آسان است و به کاهش نویز نور، منفی کاذب و مثبت کاذب کمک می کند.

در حالی که محققان آزمایش‌هایی را برای آزمایش مفهوم بیولوژیکی آزمایش می‌کردند، بسته شدن و تاخیرهای COVID-19 هر بار باعث تغییر شکل نمونه‌های پروتئین می‌شد.

پسادکتر سمت من، جی یونگ کیم، و دکتری. دانشجوی لوکاس اوهنوتک در سمت حمام، آنها قهرمان هستند. آن‌ها سعی می‌کردند در شیفت‌های شبانه کار کنند، حتی زمانی که خیلی محدود بود.

نیکلاس کوتوف، نویسنده همکار مطالعه و استاد برجسته دانشگاه علوم شیمی و مهندسی ایروینگ لانگمویر، دانشگاه میشیگان

این مطالعه از انجمن سلطنتی، شورای تأسیسات علم و فناوری و شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی در بریتانیا و دفتر تحقیقات دریایی ایالات متحده حمایت مالی دریافت کرد.

کوتوف همچنین جوزف بی و فلورانس وی سیکا استاد مهندسی و استاد مهندسی شیمی، علم و مهندسی مواد، و علم و مهندسی ماکرومولکولی است.

حفاظت از پتنت توسط دانشگاه میشیگان ثبت شده است. این دانشگاه همچنین به دنبال شرکای تجاری برای تجاری سازی فناوری جدید است.

آینده نانولیزرهای متامتریال

پروفایل میدان الکتریکی سیگنال لیزر در قسمت های مختلف نانولیزر: (الف) لیزر جلو در موجبر سیلیکونی خروجی، (ب) مقطع X-Y میدان لیزر در امتداد نانولیزر، و (ج) متقاطع X-Z -بخش میدان لیزری در داخل موجبر فراماده.

آینده برای نانولیزرهای متامتریال روشن به نظر می رسد. مانع اصلی از زمان ورود و اختراع لیزرها، اندازه آنها و نحوه دستکاری آنها بود تا به اندازه کافی کوچک باشند تا در تراشه های الکترونیکی قرار گیرند.

اکنون، توسعه نانوتکنولوژی و نانومواد، فناوری نانولیزر فرامواد را برای استفاده در اختیار ما قرار داده است، به گونه‌ای که محققان به جای کار با فوتون‌ها، اکنون ابرهای الکترونی معروف به پلاسمون‌های سطحی را مهار کرده‌اند.

محدودیت های فعلی نانولیزرهای متامتریال

اگرچه کاربردها و استفاده از آنها در بسیاری از صنایع بیشتر است، اما هنوز چالش هایی برای تولید فناوری نانولیزر وجود دارد، از جمله پیکربندی حفره ها و نانولیزرهای تزریقی الکتریکی.

یکی از ضعف های اصلی این است که بیشتر نانولیزرها در مقایسه با تزریق الکتریکی هنوز به صورت نوری پمپ می شوند. علاوه بر این، درک پیکربندی حفره برای توسعه نانولیزرهای با کارایی بالا ضروری است. این زمینه مورد علاقه از نظر فرامواد هنوز به تحقیقات زیادی نیاز دارد تا به توسعه مواد خاصی کمک کند که در این تنظیمات بسیار مفید هستند. تحقیق و توسعه و رساندن این امر به مقیاس صنعتی بالاتر باید دنبال شود تا بر سوالات معلق غلبه و پاسخ داده شود.