فرامواد تراهرتز قابل برنامه ریزی با حافظه غیر فرار

خلاصه

تعدیل کننده های نور فضایی (SLMs) توانایی قدرتمندی در کنترل امواج الکترومغناطیسی از خود نشان می دهند. مشخص شده است که آنها کاربردهای متعددی در فرکانس های تراهرتز (THz) دارند، از جمله ارتباطات بی سیم، هولوگرافی دیجیتال و تصویربرداری فشرده. با این حال، توسعه به سمت SLM THz در مقیاس بزرگ، چند سطحی و چند عملکردی با چالش‌های فنی مواجه است. در اینجا، یک متاماده THz قابل برنامه ریزی الکتریکی متشکل از آرایه ای 8×8 پیکسل ارائه شده است که در آن ماده تغییر فاز دی اکسید وانادیم (VO2) تعبیه شده است. پس از سرکوب موفقیت آمیز تداخل از پیکسل های مجاور، موج THz را می توان به روشی قابل برنامه ریزی مدوله کرد. سرعت سوئیچینگ هر پیکسل به ترتیب 1 کیلوهرتز است. به طور خاص، با استفاده از اثر هیسترزیس VO2، اثر حافظه نشان داده می‌شود. دامنه THz هر پیکسل را می توان با تک تک پالس های جریان نوشت و پاک کرد. علاوه بر این، تصاویر چند حالته THz را می توان تولید و ذخیره کرد. این متاماده قابل برنامه ریزی با عملکرد حافظه می تواند به سایر باندهای فرکانسی گسترش یابد و مسیری را برای پردازش اطلاعات الکترومغناطیسی باز می کند.

آشنایی با امواج الکترومغناطیسی

طراحی شده برای یک دوره یک ترم امواج الکترومغناطیسی

معادلات ماکسول را در فصل اول معرفی می کند

به منظور سهولت درک ایده ها و اصول کلیدی ، بر دقت ریاضی تأکید می کند

با استفاده گسترده از مثالهای حل شده ، مطالب را برای خوانندگان با زمینه های مختلف در دسترس قرار می دهد

شامل تمرینات فراوان برای هر فصل است 

تابش تراهرتز

تابش تراهرتز - همچنین به عنوان تابش زیر میلی متر ، امواج تراهرتز ، فرکانس فوق العاده بالا [1] (THF) ، اشعه T ، امواج T ، نور T ، T-lux یا THz شناخته می شود - از امواج الکترومغناطیسی در باند تعیین شده توسط ITU تشکیل شده است. فرکانسهای 0.3 تا 3 تراهرتز (THz) ،  اگرچه مرز فوقانی تا حدی دلخواه است و از نظر برخی منابع 30 THz است. یک تراه هرتز 1012 هرتز یا 1000 گیگاهرتز است. طول موج تابش در باند تراهرتز به ترتیب از 1 میلی متر تا 0.01 میلی متر = 10 میکرومتر متغیر است.  

مقدمه ای بر اپتیک زیست پزشکی

هدف این دوره دو برابر است. (1) ارائه دانش آموزان با زمینه ای اساسی در اپتیک مدرن و کلاسیک ، و همچنین اصول مهندسی نوری ، و (2) برای ارائه دانش آموزان با مروری گسترده بر موضوعات پیشرفته و تحقیقات پیشرفته در منطقه اپتیک و لیزر در پزشکی و زیست شناسی. مفاهیم اساسی اپتیک و برهم کنش بافت لیزر به منظور فراهم آوردن زمینه ای برای درک فن آوری فعلی ، مورد بحث قرار خواهد گرفت. این دوره در درجه اول یک دوره سخنرانی است که تقریباً 40٪ از سخنرانی ها به تئوری و 60٪ به فنون تجربی ، نتایج و تفسیر داده ها اختصاص دارد.

امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی

مقدمه ای بر امواج الکترومغناطیسی

معادلات Maxwell: امواج الکترومغناطیسی پیش بینی و مشاهده شده است

تولید امواج الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی

انرژی در امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی

در این فصل ما شروع به بررسی منطقه وسیعی از فیزیک می کنیم که به تابش الکترومغناطیسی و امواج مربوط است. چهار فصل بعدی جنبه های مختلف اپتیک ، علم نور را مورد بحث قرار می دهد. در اینجا ابتدا امواج الکترومغناطیسی و برخی از خصوصیات آنها از جمله ساختار ، انرژی و حرکت آنها را معرفی می کنیم. موچین لیزری (یا نوری) یک روش هیجان انگیز جدید است که امکان دستکاری ساختارهای میکروسکوپی یا تک مولکولهای منفرد را حتی در سلولهای زنده فراهم می کند. ما این تکنیک را بر اساس حرکت موجود در یک موج الکترومغناطیسی معرفی می کنیم و نشان می دهیم که موچین لیزری یک روش آزمایشی جدید با سرعت رشد را نشان می دهد.  

توموگرافی

اصل توموگرافی کشف ساختار و ترکیب اجسام غیر مخرب در طول ابعاد مکانی و زمانی ، با استفاده از تابش نافذ ، مانند اشعه X و گاما ، یا امواج ، مانند امواج الکترومغناطیسی و صوتی است. بر اساس بازسازی تصویر به کمک رایانه ، توموگرافی نقشه هایی از پارامترها را نشان می دهد که تابش تابش یا امواج استفاده شده یا تعامل آنها با اجسام مورد بررسی را برای یک یا چند مقطع مشخص می کند. بنابراین ، در پیچیدگی کامل آنها به ساختار داخلی اجسام بی اثر و موجودات زنده دسترسی دارد. 

امواج الکترومغناطیسی در فضای آزاد

پلاسما قادر به حفظ انواع زیادی از پدیده های موجی است. قبل از شروع مطالعه پدیده های موج در پلاسما ، در این فصل بررسی برخی از ویژگی های اساسی انتشار امواج الکترومغناطیسی در فضای آزاد را ارائه می دهیم. نقطه شروع استخراج معادله دیفرانسیل جزئی برای امواج الکترومغناطیسی در فضای آزاد ، معادلات ماکسول است که برای فضای آزاد (ρ = 0 و J = 0) 

امواج پلاسما

پلاسما می تواند طیف گسترده ای از حالت های موج را پشتیبانی کند. در یک پلاسمای بدون برخورد مغناطیسی شده ، امواج الکترومغناطیسی فقط برای فرکانس های بالاتر از فرکانس پلاسمای الکترون وجود دارد. اندازه گیری ضریب شکست پلاسما با تداخل سنج لیزری یک روش تشخیصی مناسب برای تراکم پلاسما است. امواج الکترواستاتیک طولی در نزدیکی فرکانس پلاسمای الکترون یا به صورت امواج صوتی یونی زیر فرکانس پلاسمای یونی یافت می شوند. یک میدان مغناطیسی پلاسما را ناهمسانگرد می کند.  

5.3 موج پلاسما سرد (پلاسما مغناطیسی)

        5.3.1 اشتقاق رابطه پراکندگی

        5.3.2 تشدید ترکیبی انتشار عمود

        5.3.3 سوت کش ها

    5.4 اثرات حرارتی بر روی امواج پلاسما

        5.4.1 نمودار ضریب شکست

        5.4.2 از جمله پاسخ یونی