کتاب فوتونیک غیرخطی

این کتاب درسی که برای دانشجویان کارشناسی ارشد و ارشد مناسب است، پیشرفتی منطقی را از طریق اصول اساسی و کاربردهای عملی فوتونیک غیرخطی ارائه می دهد. برگرفته از فیزیک ضروری، مفاهیم کلی و فرمول‌های اساسی ریاضی، مقدمه‌ای قوی برای فرآیندها و پدیده‌های نوری غیرخطی و کاربردهای عملی آنها در دستگاه‌ها و سیستم‌های دنیای واقعی ارائه می‌کند. بیش از 45 مسئله کار شده مفاهیم کلیدی را نشان می‌دهد و مدل‌های عملی را برای دانش‌آموزان ارائه می‌کند، و بیش از 160 تمرین پایان فصل، فضای زیادی را برای تسلط بر مطالب به دانش‌آموزان ارائه می‌دهد. همراه با راه حل کامل راه حل برای مدرسان، شامل توضیحات دقیق هر نتیجه، و با تکیه بر تجربه 35 ساله تدریس نویسنده، این مقدمه ایده آل برای فوتونیک غیرخطی برای دانشجویان مهندسی برق است.

مفاهیم کلیدی، فرمول‌های ریاضی و فرآیندها را قبل از بررسی کاربردهای عملی معرفی می‌کند تا اطمینان حاصل شود که دانش‌آموزان دانش پایه قوی دارند.

مثال هایی را به عنوان مطالب آموزشی گویا با داده های عددی واقع گرایانه و توضیحات دقیق ارائه می دهد تا به دانش آموزان درک واقعی و مرتبط از مطالب را بدهد.

یک رویکرد مهندسی گرا برای فوتونیک غیرخطی ارائه می دهد که برای دانش آموزان در طیف گسترده ای از برنامه ها، از جمله برنامه های مرتبط با اپتیک، فوتونیک، اپتوالکترونیک و مهندسی نوری مفید خواهد بود.

فهرست مطالب

فهرست

1. برهمکنش نور-ماده

2. غیر خطی نوری ( اپتیک غیرخطی)

3. حساسیت های نوری

4. انتشار امواج نوری

5. فعل و انفعالات نوری غیرخطی

6. تحلیل موج جفتی

7. حالت های موجبر جفت شده غیرخطی

8. معادلات انتشار غیرخطی

9. تطبیق فاز

10. تبدیل فرکانس نوری

11. مدولاسیون الکترواپتیک

12. مدولاسیون تمام نوری

13. پراکندگی رامان و بریلوین تحریک شده

14. جذب چند فوتونی

15. اشباع نوری

16. دو پایداری نوری

17. تولید پالس لیزر

18. انتشار پالس های نوری

19. تولید ابرپیوسته

بازیابی شتاب دهنده پلاسما در ده ها نانوثانیه

دو سلول پلاسما FLASHForward. سلول ها با گاز آرگون پر شده اند که می تواند با تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا یونیزه شود و پلاسما تشکیل دهد. همانطور که پلاسما دوباره ترکیب می شود، نوری در محدوده طول موج آبی ساطع می کند. سپس سلول ها را می توان برای شتاب پلاسمایی دسته های الکترونی در گرادیان های شتاب دهنده گیگاولت بر متر استفاده کرد.

فناوری پلاسما این نوید را دارد که می‌تواند ذرات باردار را تا انرژی‌های بسیار بالا در فواصل بسیار کوتاه شتاب دهد - و بنابراین با هزینه‌های بسیار کمتر از امکانات امروزی در مقیاس کیلومتر. اما برای اینکه واقعاً کاربردی باشند، چنین دستگاه هایی باید نرخ تکرار خود را چندین مرتبه افزایش دهند.

محققان در آزمایشگاه DESY در آلمان، برای اینکه بفهمند این شتاب‌دهنده‌ها با چه سرعتی اصولاً می‌توانند کار کنند، مدت زمانی را که یک پلاسما طول می‌کشد تا حالت اولیه خود را پس از عبور یک پرتو ذرات با سرعت بالا، یک میدان بیداری در آن ایجاد کند، اندازه‌گیری کرده‌اند. نتیجه آنها: چند ده نانوثانیه - به اندازه کافی کوتاه برای برآوردن فرکانس های مگاهرتز مورد نیاز برای سخت ترین برخورد دهنده های ذرات و منابع نور (Nature, doi: 10.1038/s41586-021-04348-8).

شتاب دهنده در حال ظهور

شتاب‌دهنده‌های ویک‌فیلد پلاسما می‌توانند با شلیک پالس‌های لیزری بسیار شدید یا دسته‌های ذرات به داخل پلاسما و ایجاد نوسانات در الکترون‌های پلاسما در پشت آنها، گرادیان‌های میدان الکتریکی تا چندین گیگا ولت بر متر ایجاد کنند. ذرات باردار یا از داخل خود پلاسما یا تزریق شده از خارج می توانند مانند موج سواران روی موج آب در این مسیر حرکت کنند تا انرژی های بسیار بالایی را تنها در چند سانتی متر به دست آورند (به «گشت و گذار در ویکفیلد»، OPN، فوریه 2022 مراجعه کنید).

این شیب‌ها بسیار بالاتر از آن‌هایی هستند که در شتاب‌دهنده‌های معمولی مبتنی بر حفره‌های فرکانس رادیویی (RF) که سطوح آن‌ها بیش از یک قدرت میدان مشخص شروع به شکستن می‌کنند، بسیار بالاتر است. به این ترتیب، دانشمندان در تلاش برای توسعه شتاب‌دهنده‌های مبتنی بر پلاسما برای برخورددهنده‌های ذرات باریک (مانند نسل بعدی ماشین‌های الکترون-پوزیترون)، و برای استفاده از لیزرهای الکترون آزاد (FELs) برای استفاده در تحقیقات، صنعت و پزشکی هستند. و به طور بالقوه می تواند در محوطه دانشگاه ها یا بیمارستان های فردی مستقر شود.

با این حال، میزان تکرار همچنان یک مانع بزرگ است. درخشندگی لازم برخورددهنده های ذرات و درخشندگی FEL ها مستلزم آن است که پالس های لیزری یا دسته های ذرات محرک یک شتاب دهنده پلاسما هزاران یا حتی میلیون ها بار در ثانیه تولید شوند. در مقابل، دستگاه‌های wakefield که تا به امروز توسعه یافته‌اند، معمولاً بیش از چند هرتز کار نمی‌کنند.

شلیک دسته های الکترونی

در آخرین کار، محققان مستقر در آلمان و بریتانیا، به رهبری ریچارد دارسی و ینس اوسترهوف در DESY، تصمیم گرفتند تا مشخص کنند که ذرات محرک میدان بیداری تا چه مدت پلاسما را مختل می کنند. برخلاف امواج الکترومغناطیسی با عمر طولانی در یک حفره RF، میدان ویکفیلد پلاسما تنها پس از چند نوسان از بین می‌رود و بنابراین باید برای هر دسته ذرات شتاب‌دار جدید دوباره ایجاد شود. بنابراین زمان مورد نیاز برای بازگرداندن پلاسما به حالت اولیه خود، حد بالایی را بر نرخ تکرار شتاب دهنده تحمیل می کند.

لیزر فمتوثانیه

این اولین درمان جامع برهم کنش پالس های لیزر فمتوسکند با مواد جامد با شدت غیر نسبی است. این پدیده ها را از حرکت اتمی ظریف در مقیاس نانو به تولید فشار و درجه حرارت شدید در منطقه برهم کنش محدود شده در داخل یک ماده جامد متصل می کند. فعل و انفعالات لیزرفمتوثانیه و ماده در حال حاضر در صنعت ، پزشکی و علوم مواد کاربردهای بی شماری پیدا کرده است. با این حال ، در مورد تفسیر پدیده های مرتبط اتفاق نظر وجود ندارد. با حداقل نگه داشتن ریاضیات ، این یک روش درمانی بسیار جذاب و خواندنی برای دانشجویان و محققان علوم و مهندسی است.

ژرارد مورو و دونا استریکلند

ضبط ۷۰ تریلیون فریم بر ثانیه توسط سریع‌ترین دوربین دنیا!

تقویت کننده فیبر و لیزر فیبر

فهرست:

مقدمه

مفاهیم اساسی

جذب و انتشار در زمین های نادر

تولید فیبر تقویت کننده

طراحی تقویت کننده - مدل و نتایج 

مشخصات لیزر

فصل 4 مشخصات لیزر 95

4.1 انسجام 95

4.2 طول موج لیزر 98

مطالعه نشان می دهد که چگونه پرتوهای لیزر شرایط پلاسما را در آزمایش های فیوژن اصلاح می کند

جوشکاری پرتو لیزر چیست؟

جوشکاری پرتو لیزر چیست؟

دو روش جوشکاری پرتو لیزر وجود دارد. اولین بار از یک موج مداوم استفاده می کند ، جایی که خروجی پرتو به طور مداوم کنترل می شود. روش دوم از پرتو پالس فوتون استفاده می کند که در آن سیستم برای تولید یک سری پالس های لیزری برنامه ریزی شده است. جوش ها با همپوشانی پالس های فردی ایجاد می شوند و این امکان را فراهم می کند که جوش ها با موفقیت در مواد حساس به گرما به دلیل مدت کوتاه خنک کننده بین پالس ها ایجاد شوند.

قوی‌ترین رایانه کوانتومی را ساختیم

شرکت "هانی ول"(Honeywell) ادعا کرد موفق به ساخت قدرتمندترین رایانه کوانتومی جهان شده است و آن را اواسط سال جاری میلادی رونمایی می‌کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، مسابقه برای ساختن بهترین و سریعترین رایانه کوانتومی جهان همچنان پرشور ادامه دارد، اما اکنون فقط شرکت های "Google AI" و "IBM" نیستند که در این رقابت مسابقه می دهند، بلکه شرکت "Honeywell" نیز به آنها پیوسته و ادعا می کند گوی سبقت را از آنها ربوده است.