由高度相关或“纠缠”光子对组成的量子光源越来越成为经典光源的流行替代品,以执行显微镜和光谱法。纠缠的光子对可以复制并增强光谱信号,并且与通常用于执行这些测量的脉冲激光系统相比,具有实际优势。例如,纠缠的光子是固有的低频率,可以在没有不希望的光效应的情况下进行测量,例如样品加热和退化或非理想的光诱导样品行为。此外,与具有可比频率带宽和时间分辨率的最先进的脉冲激光系统相比,可以对纠缠的光子源进行纠缠和操纵。在一起,这些功能可以允许开发不依赖笨重,昂贵的激光系统,这些激光系统需要专家团队进行维护。反过来,这种仪器的发展可以使更多的原子和物质表征的外来形式更广泛地访问。
新的技术能力往往伴随着意想不到的挑战。大多数白光 LED 照明都含有大量潜在有害蓝光。IDA 于 2010 年发布了一份报告,详细说明了已知和疑似富含蓝光的白光光源的危害。[i] 多年来,科学证据逐渐形成其结论。众所周知,富含蓝光的白光光源会增加眩光并损害人类视力,尤其是对老年人的眼睛。[ii]、[iii] 这些灯光会给驾驶员和行人带来潜在的道路安全问题。在自然环境中,研究表明,如果在错误的时间接触到夜间的蓝光,会对野生动物的行为和繁殖产生不利影响。[iv]、[v] 这种情况在城市尤其如此,因为城市通常是鸟类等迁徙物种的中途停留站。
摘要 我在这里主要谈论美国能源部科学办公室的国家光源对研究和国家需求的影响,主要涉及能源存储和先进材料。同步加速器光源是大型设施,不适合单个学术或工业实验室运行。然而,这些由美国能源部科学办公室基础能源科学计划资助并由国家实验室运营的设施使学术团体和工业用户能够进行高影响力的研究,否则这些研究将无法进行。它们推进了我们对从原子到我们亲眼所见的长度尺度的物质的科学理解。它们提供了对动力学的洞察,从化学键形成和断裂的超快时间尺度到需要一年多时间的缓慢机械疲劳过程。它们使我们能够以三维方式绘制准备满足国家和世界能源和水需求的材料组成。
(ii) 米:一米是光在 1/299792458 秒的时间间隔内在真空中行进的距离。 (iii) 秒:一秒是铯-133 原子经历 9192631770 次振动所需的时间。 (iv) 开尔文:一开尔文等于水的临界点热力学温度的 1/273.15。 (v) 安培:一安培是当电流流过两根长平行导线时,每根导线的长度等于一米,在自由空间中相隔一米,两根导线之间会产生 2×10 7 N 的力。 (vi) 坎德拉:一坎德拉是光源在给定方向上的发光强度,该光源发射频率为 540 × 10 12 Hz 的单色辐射,其辐射强度为每立体角 1/683 瓦。 (vii) 摩尔:一摩尔是任何物质的量,其所含的基本单位可能与 0.012 千克 C-12 碳同位素中的原子数相同。
在过去的十年中,用于小分子激活的抽象光催化已经取得了显着进步,但由于光子衰减效应,其扩大量仍然是一个挑战。有希望的解决方案在于利用与连续流动反应堆技术配对的高光子强度。但是,对光子传输的深度掌握至关重要,通常需要资源密集型实验。为了解决这个问题,我们引入了一种创新的方法来用于光化学反应器设置表征,从辐射光源分析开始,然后发展为3D反应器模拟以进行光子通量测定。与确定完整光子吸收优先级的常规技术相反,当反应混合物不饱和时,我们的技术最佳地运行。该策略将光子通量和路径长度确定分解,从而大大减少了实验过程。工作流程在各种反应堆系统中都证明了多功能,将复杂的光相互作用简化为一个单维参数,即有效的光路长度。与光子通量结合在一起,该参数有效地表征了光化学设置,无论尺度,几何,光强度或光催化剂浓度如何。采用辐射测定法进一步提供了对光源定位和反应堆设计的见解,并消除了由于光源降解而导致的重复化学启动测量测量的需求。此外,提出的工作流程促进了较低浓度的实验,从而确保了最佳的反应器操作。本质上,我们的方法为反应堆照射表征提供了一个彻底,有效且一致的框架。
Sergei Gasilov的高级科学家,加拿大光源Sergey Gasilov是加拿大光源的高级科学家,专门从事仪器和技术的开发,用于硬X射线成像和微视频学。他毕业于莫斯科工程物理研究所,后来又在俄罗斯,意大利,日本,法国和德国工作,从而使用不同的X射线来源进行相比的X射线成像。 在他的博士后研究期间,谢尔盖(Sergey)开发了折射成像技术的硬X射线指数,用于对欧洲同步加速器辐射设施的大型生物医学标本进行层析成像检查。 后来,谢尔盖(Sergey)在ANKA同步器源构建了硬X射线成像光束线和显微镜站。 自2018年以来,谢尔盖(Sergey)负责加拿大光源的生物医学成像和疗法(BMIT)束线。 来自加拿大和国外的生物医学研究人员和物质科学家应用BMIT的最先进的工具和软件工具,用于对位于现场,室内和现场的各种标本的3D非破坏性成像。他毕业于莫斯科工程物理研究所,后来又在俄罗斯,意大利,日本,法国和德国工作,从而使用不同的X射线来源进行相比的X射线成像。在他的博士后研究期间,谢尔盖(Sergey)开发了折射成像技术的硬X射线指数,用于对欧洲同步加速器辐射设施的大型生物医学标本进行层析成像检查。后来,谢尔盖(Sergey)在ANKA同步器源构建了硬X射线成像光束线和显微镜站。自2018年以来,谢尔盖(Sergey)负责加拿大光源的生物医学成像和疗法(BMIT)束线。来自加拿大和国外的生物医学研究人员和物质科学家应用BMIT的最先进的工具和软件工具,用于对位于现场,室内和现场的各种标本的3D非破坏性成像。
用于卫星和太空探测器的陀螺仪: • Astrix 系列:用于军事、科学和电信应用的高性能空间光纤陀螺仪,与空中客车防务与航天公司合作开发了 20 多年 • Astrix NS:用于新空间的新型、紧凑且具有竞争力的陀螺仪 发射器的惯性导航系统: • 用于阿丽亚娜发射器的安全惯性导航系统。自 2020 年以来已在飞行中通过认证 用于空间应用的 LiNbO 3 光调制器 • 用于从卫星到卫星、从太空到地面的激光通信终端的幅度和相位 LiNbO 3 调制器 • 用于激光腔稳定的相位 LiNbO 3 调制器 空间级光纤 • 具有多种涂层选择的 SM 和 PM 辐射硬化光纤 • 用于光源和放大器的掺铒和掺铒/镱光纤 • 定制设计的空间级光纤以及光纤光源和放大器
可调光源的范围可以从传统的扫描单色仪到光学参量振荡器可调激光器 (OPO)。OPO 激光器提供明亮的可调相干光源,但脉冲能量稳定性目前根据光谱区域不同,范围从百分之几到 40%。为了克服 OPO 激光器强度稳定性差的问题,可以采用双同步检测系统 (DSDS):它由两个光纤耦合光电二极管和两个开关积分放大器 (SIA) [1] 组成,它们共享相同的定时信号进行光电流积分。由于两个 SIA 共享相同的定时电路,DSDS 能够同时积分两个光电二极管 1 和 2 的光电流,从而将激光不稳定性的影响降低了大约三个数量级。事实上,可以测量两个光电流的比率(在最佳信噪比条件下),相对统计方差低于 0.05%。在积分期间连续获取 SIA 输出电压,然后计算其斜率。
用于卫星和太空探测器的陀螺仪: • Astrix 系列:用于军事、科学和电信应用的高性能空间光纤陀螺仪,与空中客车防务与航天公司合作开发了 20 多年 • Astrix NS:一款新型、紧凑且具有竞争力的空间陀螺仪 用于发射器的惯性导航系统: • 与赛峰数据系统合作生产的用于阿丽亚娜发射器的安全惯性导航系统 用于空间应用的 LiNbO 3 光调制器 • 用于卫星到卫星、太空到地面的激光通信终端的幅度和相位 LiNbO 3 调制器 • 用于激光腔稳定的相位 LiNbO 3 调制器 空间级光纤 • 具有多种涂层选择的 SM 和 PM 辐射硬化光纤 • 用于光源和放大器的掺铒和掺铒/镱光纤 • 定制设计的空间级光纤以及光纤光源和放大器