اپتیک و فوتونیک

اپتیک و فوتونیک

اپتیک و فوتونیک مطالعه خواص اساسی نور و مهار آنها در کاربردهای عملی است. اپتیک و فوتونیک کل طیف الکترومغناطیسی را از پرتوهای پرانرژی گاما و اشعه ایکس، از طریق رژیم نوری نور ماوراء بنفش، مرئی و مادون قرمز تا امواج مایکروویو و امواج رادیویی با طول موج بلند پوشش می دهد.

فرسایش لیزر پالسی فوق کوتاه در مایعات: بررسی اولین نانوثانیه های انفجار فاز زیر آب

خلاصه

میکروسکوپ پمپ-کاوشگر فوق سریع نور جدیدی را بر دینامیک پیچیده تبدیل فاز انفجاری ناشی از لیزر روشن کرده است و اهمیت ادغام نزدیک تلاش‌های تجربی، محاسباتی و نظری را برجسته کرده است.

فرسایش لیزر پالس اولتراکوتاه در مایعات یک پدیده با اهمیت عملی بالا است، با کاربردهای مختلف از نانوساختار سطح1 تا سنتز نانوذرات کلوئیدی تمیز شیمیایی با تقاضای بالا در زمینه‌های زیست پزشکی و کاتالیز. با این حال، علیرغم ارتباط عملی، درک اساسی از فرسایش لیزر در مایعات هنوز کامل نشده است. پیشرفت نسبتاً آهسته در این زمینه تا حد زیادی به ماهیت بسیار غیرتعادلی و ذاتاً چند مقیاسی فرآیندهای مسئول حذف مواد از هدف تابش‌شده و تبدیل آن به محلول کلوئیدی نانوذرات مربوط می‌شود. فرسایش لیزری در هوا یا خلاء در حال حاضر یک پدیده پیچیده است که شامل تحریک الکترونیکی قوی، توزیع مجدد انرژی در حالت برانگیخته الکترونیکی، تعادل الکترون-فونون، گرمایش و ذوب سریع، تغییر شکل مکانیکی فوق سریع و پوسته پوسته شدن فوتومکانیکی، گرمایش فوق العاده مواد مذاب است. و تجزیه انفجاری آن ("انفجار فاز") به قطرات بخار و مایع 4. وجود یک محیط مایع به طور قابل توجهی به پیچیدگی پدیده فرسایش می‌افزاید، زیرا محصولات داغ تجزیه فاز انفجاری به صورت دینامیکی با مایع تعامل می‌کنند و باعث تشکیل و گسترش حباب کاویتاسیون می‌شوند.

تصویربرداری از حباب‌های کاویتاسیون، که معمولاً با سایه نگاری با زمان تفکیک شده ۵،۶، همراه با پراکندگی لیزری ۷، یا کاوشگر اشعه ایکس ۸،۹ از فضای داخلی حباب‌های کاویتاسیون انجام می‌شود، اطلاعات ارزشمندی در مورد انبساط و فروپاشی حباب‌های کاویتاسیون ارائه کرده است. و همچنین تکامل اندازه و بلورینگی نانوذرات. با این حال، مرحله اولیه فرآیند فرسایش در منشاء ظهور حباب کاویتاسیون و نانوذرات، تا حد زیادی برای کاوش تجربی درجا دور از دسترس باقی مانده است. در مطالعات ابلیشن لیزری در خلاء یا هوا، تصویربرداری کاوشگر پمپ نوری از بازتاب سطحی در آشکارسازی دگرگونی‌های فاز مرتبط با تغییرات بازتابی بزرگ یا تولید ساختارهای گذرا که علائم تداخل نوری مشخصی را تولید می‌کنند، مانند حلقه‌های نیوتن 10،11 موفق بوده است. با این حال، پیچیدگی اضافی فرسایش در مایعات، چالش مهمی برای تفسیر تغییرات چند مرحله‌ای سیگنال بازتابی ایجاد می‌کند.

در مطالعه اخیر در مورد حذف لیزری طلا در آب گزارش شده توسط Spellauge و همکاران 12، چالش تفسیر نتایج تصویربرداری نوری با تفکیک زمانی و مکانی با ایجاد پیوندهای مستقیم با پیش‌بینی‌های مدل‌سازی اتمی در مقیاس بزرگ، برطرف شد. ,13,14,15. Spellauge و همکاران با استفاده از اندازه‌گیری‌های بازتابی حل‌شده با زمان انجام شده در تمام مقیاس‌های زمانی مرتبط. قادر به بازسازی یک تصویر دینامیکی کامل از فرآیند فرسایش، از تحریک الکترونیکی و تزریق الکترون‌ها به محیط آب در اولین پیکوثانیه‌های پس از تحریک، تا برهم‌کنش دینامیکی ستون فرسایشی با آب و ظهور حباب کاویتاسیون هستند. در مقیاس زمانی نانوثانیه، و به انبساط و فروپاشی حباب کاویتاسیون در مقیاس ده‌ها میکروثانیه. اندازه‌گیری‌ها با پیش‌بینی‌های محاسباتی تجزیه فاز انفجاری یک منطقه سطحی از هدف تابیده شده، کاهش سریع ستون فرسایشی توسط محیط آب، تجمع یک لایه فلزی داغ در فصل مشترک ستون-آب، و تشکیل سازگاری دارند. نانوذرات در منطقه اختلاط توده آب 13. تأیید تجربی شکل‌گیری سریع نانوذرات در فصل مشترک توده-آب در اولین نانوثانیه‌های فرآیند فرسایش به‌ویژه قابل توجه است، زیرا برخلاف فرض رایج تشکیل نانوذرات در مرحله بسیار بعدی، در داخل حباب کاویتاسیون در حال گسترش است.

با این حال، تفسیر اندازه‌گیری‌های بازتابی به دور از ساده‌بودن است و شامل تعدادی فرضیه است که هنوز باید در آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های هدفمند آینده تأیید شوند. توصیف نظری خواص نوری گذرا ماده‌ای که در حال تغییر فاز بسیار غیرتعادلی است چالش برانگیز است و توسعه روش‌های محاسباتی پیشرفته را می‌طلبد. علاوه بر این، تصویربرداری نوری با تفکیک زمانی تنها نقشه‌های دوبعدی (2 بعدی) از فرآیند فرسایش سه بعدی (3D) را ارائه می‌کند. تغییر چگالی مواد، دما و حالت فاز در جهت عادی به سطح تابیده شده در شکل 1 با مجموعه ای از عکس های فوری از شبیه سازی های اتمی در مقیاس بزرگ از فرسایش لیزری یک هدف آلیاژی FeNi تابش شده توسط لیزر 10 اینچی نشان داده شده است.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

فیزیک

فیزیک جستجو و به کارگیری قوانینی است که می تواند به ما در درک و پیش بینی دنیای اطراف کمک کند. محور فیزیک ایده هایی مانند انرژی، جرم، ذرات و امواج است. فیزیک تلاش می کند هم به سؤالات فلسفی در مورد ماهیت جهان پاسخ دهد و هم راه حل هایی برای مسائل تکنولوژیکی ارائه دهد.

فوتونیک سبز

فوتونیک سبز

فوتونیک سبز مطالعه و توسعه سیستم های نوری کاربردی برای تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر است. این شامل سلول‌های خورشیدی و دستگاه‌های فتوولتائیک، ایجاد منابع نوری با انرژی کارآمد برای کاربردهای روشنایی و نمایشگر و توسعه مواد سازگار با محیط‌زیست برای دستگاه‌ها و اجزای اپتوالکترونیک است.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

اپتیک زیست‌پزشکی

اپتیک زیست‌پزشکی رشته‌ای است که اصول اولیه برهمکنش بین نور و بافت‌های بیولوژیکی، سلول‌ها و مولکول‌ها را مطالعه می‌کند و فناوری‌های جدیدی را برای استفاده در تحقیقات پایه و کاربردهای بالینی توسعه می‌دهد.

این رشته نوظهور در حال توسعه دائمی است و از نور و سایر اشکال انرژی الکترومغناطیسی، معمولاً در محدوده مرئی، برای درک اجزای داخلی سلول‌ها و بافت‌های موجودات زنده استفاده می‌کند. اپتیک زیست پزشکی بین رشته‌ای است زیرا تمام جنبه‌های تصویربرداری نوری و طیف‌سنجی از مقیاس‌های طول درون سلولی گرفته تا حجم‌های بافت بزرگ را پوشش می‌دهد و محققان و کاربران فیزیک نوری، بیوفیزیک، بیوشیمی، مهندسی، زیست‌شناسی، پزشکی، ریاضیات و علوم کامپیوتر را به خود جذب می‌کند.

در پزشکی بر روی بافت و خون برای شناسایی، تشخیص و درمان بیماری ها به صورت غیر تهاجمی تمرکز دارد.

معرفی لیزرها با مهندس شکوفه ساتری

لیزرها:

علم لیزر

لیزر و لیزر اپتیک

لیزرهای نیمه هادی

مترولوژی لیزری

لیزرهای گاز شیمیایی

لیزرهای فیبر

لیزرهای غیر خطی

پیشرانه لیزری

لیزر و ال ای دی

نانوتکنولوژی لیزر

طیف سنجی لیزری و میکروسکوپ

کاربردهای لیزر

لیزر در پزشکی و زیست شناسی

تعامل فوق سریع لیزر-ماده

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

فوتونیک:

حسگرهای فوتونیک

ردیاب های نوری

مدار مجتمع فوتونیک (PIC)

ادغام و بسته بندی فوتونیک

کریستال های فوتونیک

سیلیکون فوتونیک

بیوفوتونیک

مایکروویو فوتونیک

نانو فوتونیک

مواد فوتونیک و متامتریال

ساختارهای پلاسمونیک و نقاط کوانتومی

فوتونیک کوانتومی

تراهرتز فوتونیک

محاسبات فوتونیک

مواد و دستگاه های فوتونیک آلی

مواد و دستگاه های فوتونیک دو بعدی

مهندسی ابزار دقیق فوتونیک

فوتونیک برای انرژی، فوتونیک سبز و روشنایی هوشمند

کاربردهای فناوری فوتونیک

لیزر، اپتیک و فوتونیک

موضوعات

GSELOP2022 انجمن پیشرو برای ارائه پیشرفت‌ها و نتایج تحقیقات جدید در زمینه‌های لیزر، اپتیک و فوتونیک فراهم می‌کند. بر این اساس، موضوعات مورد علاقه برای ارسال شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

اپتیک:

سنسورها و ابزار دقیق نوری و فیبر نوری

سیستم های میکرو-اپتو-الکترو-مکانیکی (MOEMS)

اپتیک فیزیکی

اپتیک تطبیقی

دستگاه های الکترونیکی نوری

اپتوالکترونیک ارگانیک

ارتباطات نوری، سوئیچینگ و شبکه ها

شبکه های الکترونیکی نوری با سرعت بالا

فناوری فیبر نوری: مواد، دستگاه ها و سیستم ها

پردازش اطلاعات نوری

هولوگرافی

مترولوژی نوری

سیستم های تصویربرداری نوری و ماشین بینایی

محاسبات نوری

اپتیک موج هدایت شونده

اپتیک در ماده متراکم و نرم

اپتیک کوانتومی

اپتیک غیرخطی

نانو و میکرو اپتیک

امواج ماده

اطلاعات کوانتومی

اپتیک زیستی و پزشکی

مواد نوری، روش ها و تکنیک های مشخصه سازی

روش‌های نوری برای کنترل فرآیند

میکروسکوپ و اپتیک تطبیقی

کاربردهای مهندسی طیف سنجی

میکروسکوپ نوری کامپوزیت ها

موجبرهای نوری چاپی

لیزر، اپتیک و فوتونیک

پس از سازماندهی موفقیت آمیز GSELOP2021 که شامل ارائه های پیشرفته توسط پروفسور شوجی ناکامورا، برنده جایزه نوبل 2014 و سایر محققان مشهور جهان در این زمینه بود، خوشحالیم که دومین اجلاس و نمایشگاه جهانی لیزر، اپتیک و فوتونیک (GSELOP2022) را اعلام کنیم. در 22 تا 24 آگوست 2022 در ادینبورگ، اسکاتلند برگزار می شود و به موضوعات مختلف مرتبط با روندهای اخیر و پیشرفت های انجام شده در زمینه لیزر، اپتیک و فوتونیک می پردازد.

GSELOP2022 جدیدترین پیشرفت ها در پیشرفت های فناوری و فرصت های تجاری در لیزر، اپتیک و تجاری سازی فوتونیک را ارائه می دهد. محققان با استناد بالا از دانشگاه‌های مشهور در سراسر جهان و رهبران صنعت، تحقیقات و دیدگاه‌های خود را به اشتراک خواهند گذاشت، در حالی که گفتگوهای منتخب از غرفه‌داران صنعتی، ویترین‌های تجاری را در تمام زمینه‌های بازار فعلی اپتیک و فوتونیک ارائه خواهند داد.

این کنفرانس یک انجمن عالی برای ارائه وضعیت هنر توسط سخنرانان دعوت شده، متخصصان برجسته در زمینه لیزر، اپتیک و فوتونیک ارائه می دهد. بیشتر پیشرفت‌ها، پیشرفت‌ها و دستاوردهای اخیر در زمینه‌های تحت پوشش کنفرانس در جلسات عمومی، سخنرانی‌های کلیدی و مشارکت‌های شفاهی کوتاه و همچنین در جلسات پوستر ارائه خواهد شد.

همانطور که از تعامل فکری با همسالان و رهبران در این زمینه لذت می برید، ما شما را تشویق می کنیم که در ادینبورگ غوطه ور شوید و تنوع فرهنگی غنی آن را تجربه کنید. ما مطمئن هستیم که اقامت شما با ما غنی و جذاب خواهد بود.

به ادینبورگ خوش آمدید و برای شما آرزوی تجربه ای لذت بخش، پربار و فراموش نشدنی داریم!

خالصانه،

پروفسور دیتر بیمبرگ

GSELOP2022

"مرکز چینی-آلمانی بیمبرگ برای فوتونیک سبز" در CIOMP از CAS، چانگچون.

مدیر موسس "مرکز نانو فوتونیک"، TU برلین، آلمان.