微纳米电子器件中的有效散热需要在室温以上运行的热载体长距离传播。然而,热声子(介电纳米材料中的主要热载体)仅在几百纳米之后就会耗散热能。理论预测表面声子极化子 (SPhP) 的平均自由程可达数百微米,这可能会改善纳米材料的整体散热。在这项工作中,我们通过实验证明了 SPhP 的这种长距离热传输。使用 3 x 技术,我们测量了不同加热器-传感器距离、膜厚度和温度下 SiN 纳米膜的平面内热导率。我们发现薄纳米膜支持 SPhP 的热传输,这可以通过热导率随温度升高而增加来证明。值得注意的是,距离加热器 200 lm 处测得的热导率始终高于距离加热器 100 lm 处测得的热导率。这一结果表明,SPhP 的热传导至少在数百微米范围内呈准弹道形式。我们的研究结果为室温以上宏观距离的相干热操控铺平了道路,这将影响热管理和极化子学的应用。
光通信系统和定向能武器会受到大气条件的影响,特别是光学湍流。光学湍流主要由传播路径上的温度变化引起,会导致强度波动,通常称为闪烁。减少闪烁的一种可能方法是通过非相干组合多束激光。为此,将两束和四束 532 nm 高斯激光束组合起来,并通过热空气湍流模拟器产生的光学湍流传播。在 4 m 的传播距离上收集了组合激光束强度数据,并使用沿热空气湍流模拟器中心通道放置的热电偶估计了湍流水平。结果显示,在强湍流条件下,四光束配置中的闪烁减少了 32%,令人欣喜。
无线电波在水中传播距离很短。水下机器人平台(如 AUV)可以使用声学通信来确定它们的位置并告诉船只它们的情况。然而,虽然声音可以传播很长的距离(最远可达 0.6 英里),但通常仍然太慢,无法将视频信号从平台传输到船只或岸上。为了解决这个问题,AUV 需要提前编程,其机载计算机会指导它们完成任务。一旦完成任务,它们就会浮出水面,要么被船只打捞上来下载数据,要么连接到卫星上将数据发送到岸上。ROV 通过将船只与机器人连接起来的长光纤电缆不断与船只通信。目前,大多数深海 ROV 的下潜深度不超过 6,000 米(3.7 英里)。电缆设计和其他因素使得下潜到更深的水下更加困难且成本更高。为了下潜到更深的水下,下一代工程师将需要开发新的电缆技术
摘要:本研究提出,激光脉冲可以产生有限振幅瑞利波,用于增材制造过程中的工艺监控。非接触式工艺监控使用脉冲激光产生瑞利波,并使用自适应激光干涉仪接收它们。文献中的实验和模型表明,有限振幅波形会随着传播距离而演变,甚至会在平面粒子速度波形中形成冲击波。非线性波形演变表明材料非线性,它对材料微观结构敏感,进而影响强度和断裂性能。测量是在定向能量沉积增材制造室内对平面 Ti-6Al-4V 和 IN-718 沉积物进行的。通过检测平面外粒子位移波形,还可以获得平面位移和速度波形。波形演变可以表征为 (i) 通过在不同点接收一个源振幅,或 (ii) 通过应用不同的源振幅在一个点接收。提供了针对有意调整的关键工艺参数的样本结果:激光功率、扫描速度和舱口间距。
我们报告了一项关于使用部分空间相干泵浦光束产生的下转换光子的空间相干特性的理论研究。我们研究了两种几何结构中的重合率和双光子可见性,其中双缝要么放置在泵浦光束的路径中,要么放置在信号场和闲置场的路径中。研究推断干涉条纹的可见性受泵浦参数的强烈影响;泵浦尺寸和泵浦空间相干长度。具体而言,干涉条纹的可见性随着泵浦空间相干性或泵浦横向尺寸在晶面的增加而增加。双光子可见性随传播距离的增加验证了这两种情况下的范西特-泽尼克定理。具有可控泵浦空间相干性的下转换光子,反过来又可以控制下转换光子的空间相干性和纠缠,可以在量子成像、量子通信和非线性干涉测量中找到潜在的应用。
太赫兹技术在数据通信、雷达探测、高分辨率成像等领域展现出巨大的发展潜力,但这些应用也面临着大气吸收和自由空间路径损耗导致的传输距离短的问题[1-3]。解决该问题的主要方法是增加天线增益来补偿这些损耗,但大多数高增益天线不易操控,传播角度固定,降低了系统的实用性。作为解决方案之一,太赫兹波前整形技术可以灵活地操控光束方向和波前特性,满足太赫兹系统的应用需求,例如在点对点通信系统中可以改善太赫兹光束方向性,以增加传播距离;在目标雷达系统中可以切换多光束波前特性,实现多区域检测[4,5]。在太赫兹高分辨率成像中,波前模式掩模可以切换,为系统提供更多的感知信息[6-8]。为了实现这些目标,太赫兹波前整形需要由多个通道合成,携带适当可变的相位信号。
多年来,大气湍流一直是物理学和工程学领域的研究热点。当激光束在大气中传播时,它会受到散射、吸收和湍流等不同光学现象的影响。大气湍流效应是由折射率的变化引起的。不同大小的涡流会影响光波在大气中的传播。折射率的这些变化会导致传播的激光束产生不同的变化,如光束漂移、光束扩散和图像抖动。所有这些影响都会严重降低光束质量 (M 平方) 并降低系统在某些应用中的性能效率,包括自由空间光通信、激光雷达-激光雷达应用和定向能武器系统 [1- 5]。传统上,湍流由 Kolmogorov 模型类型定义。Kolmogorov 谱的幂律值为 11/3,用于描述高斯分布 [6]。许多光谱具有特定的内尺度和外尺度,如 Tatarskii 光谱、von Karman 光谱、Kolmogorov 光谱和广义修正光谱 [7]。本研究采用广义修正大气光谱模型。我们通过数值和分析方法执行高斯激光光束在不同传播距离下的传播行为。此外,我们还研究了一些参数对光束传播的影响。讨论了所有模拟结果,并将其与文献中的结果进行了比较。
自1960年代初在上一个century [1-7]中,自1960年代初以来,高功率,衍射有限的激光系统是激光物理和工程中最重要的任务之一[1-7]。这些系统是科学研究,各种技术应用所必需的,最重要的是,军事应用需要[7-9]。高功率连续波激光系统最有前途的技术是Fier激光技术,它与散装晶体或化学激光器相比提供了更好的尺寸,重量和功率。然而,存在基本的物理现象(布里渊散射,拉曼散射,横向模式不稳定性,热启动效应,表面和体积损坏),它们将单个纤维的输出功率限制在几个kws [4、5、9-13]中。在接近划分的模式下,超过100 kW激光输出功率的路径似乎是光束组合技术[14 - 17]分为两组:连续束与单个孔径结合和平行的“瓷砖”光束组合,可以将其实现为不连贯的光束组合(ICBC)和CoherentBeamBeamBeambembc(CBC)。在ICBC的情况下,远场中的功率密度与n(发射器的数量)相关。实验证明了此类系统,并且发现相对于大气中的长传播距离是可行的[18-22]。CBC的最大强度与N 2