另一种策略是使用时间分辨的NIR(TRNIRS)增强测量的深度灵敏度,该时间使用时间脉冲(TRNIRS),该nirs使用皮秒脉冲脉冲和快速检测器来记录扩散反射的光子的飞行时间(DTOF)分布。9作为DTOF包含时间和强度信息,由于光子到达时间与路径长度成正比,因此可以解决不同深度的吸收变化。最流行的深度增强方法是基于计算DTOF 10、11的统计矩或在时间Windows/门内集成光子计数的统计矩。12,13在这两种情况下,目标是将重点放在晚期的光子上,因为它们具有询问大脑的最大可能性。先前使用层状组织模拟幻像,动物模型和人类受试者的研究表明,与常规的CW NIR相比,TRNIRS对脑血动力学的敏感性具有较高的敏感性。13 - 17
大气气溶胶(例如雾中的水滴)会通过散射和吸收干扰激光传播。飞秒光丝已被证明可以清除雾区,从而改善后续脉冲的传输。但其详细的除雾机理尚未确定。在本文中,我们直接测量并模拟了在飞秒光丝特有的光学和声学相互作用影响下,半径约为 5 μ m(典型的雾)的水滴的动态。我们发现,对于由准直近红外飞秒脉冲崩溃产生的光丝,主要的液滴清除机制是激光光学破碎。对于此类光丝,光丝能量沉积在空气中发射的单周期声波不会对液滴造成影响,并且几乎不会产生横向位移,因此对雾的清除作用也几乎不会产生影响。仅对于紧密聚焦的非丝状脉冲,其中局部能量沉积大大超过丝状脉冲,声波才会显著取代气溶胶。
A. Goffin、J. Griff-McMahon、I. Larkin 和 HM Milchberg * 马里兰大学电子与应用物理研究所,马里兰州帕克分校,20742,美国 *milch@umd.edu 大气气溶胶(例如雾中的水滴)会通过散射和吸收干扰激光传播。飞秒光学细丝已被证明可以清除雾区,从而改善后续脉冲的传输。但详细的除雾机制尚未确定。在这里,我们直接测量和模拟半径约为 5 μm 的水滴(典型的雾)在飞秒细丝特有的光学和声学相互作用影响下的动态情况。我们发现,对于由准直近红外飞秒脉冲崩溃产生的细丝,主要的液滴清除机制是激光光学破碎。对于此类细丝,由细丝能量沉积在空气中发射的单周期声波不会影响液滴,也不会引起可忽略的横向位移,因此对雾的清除作用也微乎其微。只有当非细丝脉冲的聚焦程度很高时,局部能量沉积远远超过细丝,声波才会显著取代气溶胶。
A. Goffin、J. Griff-McMahon、I. Larkin 和 HM Milchberg * 马里兰大学电子与应用物理研究所,马里兰州帕克分校,20742,美国 *milch@umd.edu 大气气溶胶(例如雾中的水滴)会通过散射和吸收干扰激光传播。飞秒光学细丝已被证明可以清除雾区,从而改善后续脉冲的传输。但详细的除雾机制尚未确定。在这里,我们直接测量和模拟半径约为 5 μm 的水滴(典型的雾)在飞秒细丝特有的光学和声学相互作用影响下的动态情况。我们发现,对于由准直近红外飞秒脉冲崩溃产生的细丝,主要的液滴清除机制是激光光学破碎。对于此类细丝,由细丝能量沉积在空气中发射的单周期声波不会影响液滴,也不会引起可忽略的横向位移,因此对雾的清除作用也微乎其微。只有当非细丝脉冲的聚焦程度很高时,局部能量沉积远远超过细丝,声波才会显著取代气溶胶。
量子算法可以潜在地突破计算困难问题的界限。光束传播算法是现代光学的基石之一,它有助于计算具有特定色散关系的波在时间和空间中如何传播。该算法通过傅里叶变换、与传递函数相乘以及随后的反变换来求解波传播方程。该传递函数由相应的色散关系确定,通常可以展开为多项式。在自由空间中的近轴波传播或皮秒脉冲传播的情况下,该展开式可以在二次项后截断。波传播的经典解需要 O ( NlogN ) 个计算步骤,其中 N 是波函数离散化的点数。在这里,我们表明传播可以作为具有 O ( ( logN ) 2 ) 个单控相位门的量子算法来执行,表明计算复杂度呈指数级降低。我们在此演示了这种量子光束传播方法 (QBPM),并在双缝实验和高斯光束传播的一维和二维系统中进行了这种传播。我们强调了选择合适的可观测量的重要性,以便在量子测量过程的统计性质下保持量子优势,这会导致经典解决方案中不存在的采样误差。
技术正在迅速发展,在新的方法和材料方面不断突破其极限。在这种情况下,3D(亚)微打印平台尤其令人感兴趣,因为它们可以制备具有高分辨率和任意复杂度的3D微纳米结构。这方面最有前途的技术之一是直接激光写入(DLW),[1,2]这是一种基于双光子聚合反应的增材制造技术,可用于获得高通量[3]和低于100纳米的分辨率的(亚)微米物体和图案。 [4]为实现此目的,DLW利用聚焦的长波长激光飞秒脉冲照射能够在高能辐射下交联的感光树脂。 [5]虽然树脂的吸收率与激光不匹配,但在焦点处,辐射强度足够高,以至于可能发生多光子吸收现象并引发聚合过程(或触发正性光刻胶的分解)。由于抗蚀剂对激光是透明的,因此打印仅发生在焦点周围非常小的体积内(“体素”,即二维“像素”的三维模拟)。通过移动后者,只需一个简单的步骤即可获得复杂的三维架构。由于其灵活性以及易于集成功能材料的可能性,DLW 已在 MEMS、[6] 光子学、[7] 表面改性、[8] 安全系统、[9] 和生物医学研究等领域找到了多种应用。[10,11]
激光消融是一种可扩展的技术,用于通过高精度选择性去除材料来降低电极的有效曲折。应用于≈110μm厚的电极涂层,这项工作着重于理解激光消融对生命开始时电极材料特性的影响,以及在整个周期寿命中,消融通道对细胞性能的协同影响。研究了激光后的激光,晶体学的局部变化,并研究了激光冲击电极区域的形态。表明,飞秒脉冲激光消融可以在受影响区域的界面局部在本地局部造成较小的物质损害来实现高速材料的去除。在6C(10分钟)恒定电流恒定电压电荷到4.2 V期间从1 mAh cm-2提高了非驱动电极的1 mAh cm-2,到消化电极的几乎2 mAh cm-2。该好处归因于增强润湿和降低电极曲折的协同作用。维持超过120个周期的益处,并在拆卸后观察到石墨阳极上的液化降低。最后,与润湿分析结合使用的多物理建模表明,激光消除任何一种电极导致了润湿和速率能力的实质性改善,这表明只能通过仅将石墨阳极涂在两种电极上就可以实现实质性的性能益处。
titre du阶段 /实习标题:通用确定性单离子“植入器”设置,具有纳米准确性简历 /由特定掺杂材料制成的量子量子电路,是用于量子通信和计算的基础。但是,由于非确定性离子源和准确性限制,当前的离子植入技术面临局限性。我们在这里建议为半导体和量子技术中的应用开发高精度,通用的“植入器”设置。为此,我们将利用由原子束的电离产生的每个电子/离子对之间的相关性,以根据电子给出的额外信息积极控制离子传递轨迹,如CS原子[Phys [Phys] [Phys。修订版应用11,064049,2019:https://doi.org/10.1103/physrevapplied.11.064049]。在亚纳米尺度上的受控离子来源的这种开发将打开植入,蚀刻,沉积和成像实验的独特视角,并将允许在半导体领域开发革命性的分析工具。为此,我们将通过使用飞秒脉冲多光子离子化来使原子束系统适应纤维原子束系统,从而产生“冷”离子源以提高准确性。其他离子的使用将使我们能够实现精确的离子轨迹控制和确定性的单离子创建。实习将包括在现有设置上使用CS测试该方法。可能在博士学位中的下一步将包括开发确定性的BI或N来源,以与新的FIB列集成以最终实现纳米尺度植入。
抽象的光学非线性在几种类型的光学信息处理协议中至关重要。但是,使用常规光学材料实现相非线性所需的高激光强度代表了几个光子体制中非线性光学的挑战。我们引入了一种红外腔量子电动力学(QED)方法,用于在反射设置中对单个THZ脉冲的非线性相移,以输入功率为条件。功率依赖性相位在0的顺序上移动。1π只能使用仅几个µW输入功率的飞秒脉冲来实现。所提出的方案涉及少量的子带量子量井过渡偶极子,始终耦合到红外谐振器的近场。由于通过有效的偶极chiring机制从材料偶极向红外真空的频谱非谐度转移,该场演化是非线性的,该机制会瞬时从真空场中瞬时破坏量子孔的过渡,从而导致光子阻滞。我们开发了分析理论,该理论描述了印记非线性相位转移对相关物理参数的依赖性。对于一对量子井偶极子,相对于偶极转变频率和松弛速率的不均匀性,相位控制方案显示出可靠的。基于lindblad量子主方程的数值结果验证了材料偶极子填充到第二激励歧管的制度中的理论。与需要强烈的光 - 物质相互作用的常规QED方案相反,所提出的相位非线性在弱耦合方面最有效,从而增加了使用当前的纳米光电技术实现实验实现的前景。
补充参考文献 1. Lincoln, CN, Fitzpatrick, AE 和 van Thor, JJ 光活性黄色蛋白飞秒激发下的光异构化量子产率和非线性截面。Phys. Chem. Chem. Phys. 14 , 15752-15764 (2012)。 2. Kim, JE, Tauber, MJ 和 Mathies, RA 视觉中波长依赖性的顺反异构化。Biochemistry 40 , 13774-13778 (2001)。 3. Shoeman, RL, Hartmann, E. 和 Schlichting, I. 生长和制造纳米和微晶体 Nat Protoc 正在印刷中 (2022)。 4. Groot, ML, vanGrondelle, R., Leegwater, JA 和 vanMourik, F. 绿色植物和细菌红细菌光系统 II 反应中心的自由基对量子产率。亚皮秒脉冲下的饱和行为。J. Phys. Chem. B 101 , 7869-7873 (1997)。5. Claesson, E. 等人。飞秒 X 射线激光捕获的光敏色素蛋白的一级结构光响应。eLife 9 , e53514 (2020)。6. Sugahara, M. 等人。油脂基质作为用于序列晶体学的多功能蛋白质载体。自然方法 12 , 61-3 (2015)。7. Li, H. 等人。使用时间分辨的串行飞秒晶体学捕捉光系统 II 从 S1 到 S2 转变的结构变化。IUCrJ 8,431-443 (2021)。8. Grünbein, ML 等人。通过串行飞秒晶体学进行超快泵浦探测实验的照明指南。自然方法 17,681-684 (2020)。9. Nogly, P. 等人。飞秒 X 射线激光捕获细菌视紫红质中的视网膜异构化。科学 361,eaat0094 (2018)。10. Falahati, K.、Tamura, H.、Burghardt, I. 和 Huix-Rotllant, M. 通过非绝热量子动力学实现肌红蛋白中的超快一氧化碳光解和血红素自旋交叉。 Nat Commun 9 , 4502 (2018)。11. Barends, TR 等人。直接观察配体解离后 CO 肌红蛋白中的超快集体运动。Science 350 , 445-50 (2015)。