广义上讲,陆地遥感的主题包括一系列仪器(传感器)、平台和数据处理技术,用于获取有关地球表面(即陆地、大气和海洋)的物理、化学和生物特性的信息,而无需直接进行物理接触。信息来自对地球表面反射、发射或散射的电磁辐射量的测量,以及其随波长、角度(方向)、波极化、相位、位置和时间的变化。在这种情况下,通常使用各种传感器 - 被动(即依赖于反射的太阳辐射或发射的陆地辐射的传感器)和主动(即产生自己的电磁辐射源的传感器) - 在整个电磁波谱中运行,从可见光到微波波长(另见 Dowman,第 31 章)。安装这些仪器的平台同样多种多样:尽管地球轨道卫星和固定翼飞机
红外 (IR) 成像是用于制造样品质量控制测量的重要工具之一。标准红外成像技术使用直接测量,其中光源和检测器在红外范围内工作。由于红外光源或检测器的选择有限,可能难以达到特定的红外波长。在我们的工作中,我们基于量子成像技术进行间接红外显微镜检查。这种方法允许我们用红外光探测样品,同时将检测转移到可见光或近红外范围。因此,我们展示了不同放大倍数下硅芯片的红外量子成像,其中样品在 1550 nm 波长下探测,但检测在 810 nm 下进行。我们还分析了该技术的可能测量条件,并估算了执行样品质量控制检查所需的时间。
A. Hamja, a) R. Florentin、S. Chénais、S. Forget 激光物理实验室,巴黎北索邦大学,CNRS,UMR 7538,F-93430 Villetaneuse,法国 a) 通讯作者:mdamir.hamja@sorbonne-paris-nord.fr 摘要 液态染料激光器一直被认为是可见光范围内理想的可调谐激光源,但体积庞大、价格昂贵,并且需要复杂的染料循环系统。我们在此介绍一种依靠低成本蓝色激光二极管作为泵浦源和密封染料电池(无流动电路)的系统,从而形成一种结合了固态设备的便利性和尺寸以及液态有机激光器的稳定性的设备。获得了非常高的光稳定性(高达 1.2×10 9 个脉冲,或 1 kHz 下 12 天),比在类似条件下工作的固态染料激光器高出 5 个数量级。发现在低重复率下可获得的脉冲数受分子自扩散限制,因此与总比色皿体积有关。相反,重复率限制为几 kHz,这表明热效应比三重态粒子群效应发挥更大的作用。热效应通过建立强大的负热透镜来抑制激光:通过谐振器设计校正此热透镜的非异常部分,可将重复率提高到 14 kHz,并可能进一步优化。这项工作展示了一种构建现成的、紧凑的、低成本的、方便的可见光范围内可调脉冲激光器的途径,其稳定性优于有机固态激光器。最近,高功率蓝色和紫色激光二极管 1 的出现促使人们重新考虑许多以前需要昂贵的可见光固态激光器的应用:例如,当用激光二极管取代泵浦激光器时,钛宝石激光器的成本可以下降一个数量级。2 由于染料激光器在光谱的蓝绿区域表现出大的吸收带,它们也非常适合 GaN 二极管泵浦,并且可能会遵循相同的路线。3–8 然而,虽然液态染料激光器是第一种可调谐激光器,可用于光谱学、9 医学 10 或传感 11,但如今它们更加保密,主要是因为染料溶液电路的处理麻烦而复杂。事实上,在那些激光器中,增益介质必须通过主动流不断补充:这可以避免三线态的积累,缓解热问题,并疏散光漂白分子以实现稳定的激光发射。染料电路的复杂性是许多应用的瓶颈,尽管可以通过使用光流体装置在一定程度上降低这一问题。12,13 为了克服这一困难,可以实施两种解决方案:固态增益介质或无循环液体胶囊。虽然固态染料激光器被认为非常有前途(特别是在有机半导体出现之后,这引发了人们制造电泵有机激光二极管的希望 14–16 ),但它们也存在重大缺陷。主要缺陷是光稳定性低,无法在高温下工作
研究材料与光的光谱相互作用的学科称为光谱学,我们可以从一个简单的问题开始:“光是什么?”。我们用眼睛观察到的光(以及我们看不见的光)是由于能量在空间中以电场和磁场的组合形式传播而产生的,称为电磁波。这种波可以用其波长来表征,可见光区域的光的波长范围从紫色区域的 400 nm 到红色区域的 700 nm。我们都熟悉彩虹的景象,如果彩虹的颜色在图中显示为波长垂直向下增加,那么红色以下是红外线,紫色以上是紫外线。这些区域无法用人眼探测到,但可以使用对这些波长敏感的合适仪器进行研究。对于钻石,我们会发现需要测量所有三个区域。
紫外线辐射是一种非电离辐射的一种形式,可以来自人工和自然来源。与热和可见光不同,太阳能UVA和UVB射线看不到或感觉到。太阳能UVA射线渗透到皮肤深处,与长期皮肤损伤有关,在暴露期间无法检测到。[1,2]尽管对太阳UVB的短暂暴露可以支持健康,但通过损害皮肤细胞和遗传物质会造成危险,延长的暴露可能是有害的。UVB射线仅穿透皮肤的外层,是晒伤和相关皮肤癌的主要原因。[1,2]在安大略省,对UVR的接触归因于估计每年2,540例癌症病例,这使其成为该省环境因癌症的主要原因。[3]
天文学的新多波长方法需要自然科学许多领域的科学家共同努力,因为需要完全不同的实验和理论技术来观察和解释来自光谱不同部分的辐射。按能量递减的顺序,光谱的主要细分为:伽马射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波。太空中粒子和磁场的测量也被认为是探索宇宙的主要工具。单是获取数据就需要运用来自实验物理学和工程学许多不同分支的人才。此外,这些数据不仅引起天文学家的浓厚兴趣,而且引起了理论物理学、化学、数学、地质学和地球物理学以及生物学等许多分支的研究人员的浓厚兴趣。因此,多波长方法也是一种多学科方法,而太空天文学是一种促进科学统一的活动。
光化学环加成和环化反应为在各种(张力)环系统中构建碳-碳和碳-杂原子键提供了强大的合成工具,因此在合成复杂的生物活性化合物和新材料方面发挥了重要作用。然而,使用紫外线照射来促进这些过程的传统方法通常会受到竞争性和不可控的副反应的影响,从而限制了它们广泛的合成适用性。考虑到这一点,这些反应是使用能量转移 (EnT) 催化和流动化学开发温和可见光介导策略的理想目标。同时,仍然需要进行详细的筛选以处理复杂的 EnT 光催化剂设计、反应优化和光环加成过程的放大。
触觉设备使用触摸感将信息传输到神经系统。举例来说,声音到触摸的设备会处理听觉信息,并通过对失去听力的人的皮肤振动模式将其发送到大脑。我们在这里总结了此类研究的当前方向,并借鉴了行业和学术界的例子。此类设备可用于感觉替代(替换失去的感觉,例如听力或视觉),感觉扩展(扩大现有的感官体验,例如在可见光光谱外检测电磁辐射)和感觉添加(提供新颖的感觉,例如磁性磁摄取)。我们回顾了使用非侵入性触觉设备的感觉操纵未来的相关文献,当前状态和可能的方向。
当前研究的目的是解决两个重大的环境清理问题。第一个涉及回收用过的锂离子电池(LIB),第二个涉及在水中发现的抗生素的降解。可以从也已与硼(BRGO)掺杂的用过的Libs合成还原的氧化石墨烯(RGO)。当BRGO和可见的活性BI 2 WO 6(BWO)混合在一起时,形成纳米复合材料(BWO/BR)。结构,形态和光谱特征证实了BRGO,BWO和BWO/BR纳米复合材料的序列。抗生素四环素盐酸(TCH)和环丙沙星(CIP)已通过所有三种新制成的材料进行了测试,以进行光催化降解。与BRGO结合后,发现将BWO(2.73 eV)的带隙降低至2.22 eV。在可见光下,BWO/BR表现出升高的TCH降解(93%),发现在存在阳光下会增加(95%)。在存在BWO/BR的情况下,据报道,CIP的降解分别为72%,95%和97.5%,在紫外线,可见和阳光下分别为。在存在BWO/BR的情况下,检查了反应条件,例如pH,催化剂和初始浓度的量,以降解TCH和CIP。已经发现,pH 6和8分别是TCH和CIP的理想选择。还进行了药物废水中TCH和CIP降解的研究;在存在BWO/BR和可见光的情况下,降解效率分别确定为69%和72%。在暴露于可见光之前和之后,在90分钟之前和之后,检查了在存在BWO/BR的情况下检查所有大肠杆菌,单核细胞增生菌,伤寒链球菌和金黄色葡萄球菌的所有抑制区域,在此期间,观察到接近零的抑制区域。进行了使用液相色谱 - 质谱法(LC-MS)进行研究以鉴定TCH和CIP降解的中间产物。
X射线首先是由W. Roentgen博士在德国于1895年发现的,目前已在包括物理,工业和医学诊断在内的广泛领域中使用。X射线应用的检测器范围跨越了一个广泛的范围,包括A-SI检测器,单晶检测器和复合探测器。有很多类型的检测器,特别是由SI单晶制成的。应用包括牙科X射线成像和医疗设备领域中的X射线CT(计算机断层扫描),以及对行李,食品和工业产品的无损检查;物理实验;等等。在低能X射线区域中称为软X射线区域,从几百eV到约20 keV,使用了直接检测器,例如Si Pin Photodiodes,Si APD和CCD区域图像传感器。这些检测器提供了高检测效率和高能量分辨率,因此用于X射线分析,X射线天文观察,物理实验等。由于物体的渗透效率很高,因此在工业和医疗设备中使用了高于软X射线的硬X射线区域。闪烁体检测器在这些应用中广泛使用。这些检测器使用闪烁体将X射线转换为可见光,并检测到可见光以间接检测X射线。尤其是在医学领域,使用具有较大光敏区域的X射线检测器的数字X射线方法已成为主流,取代了传统的基于胶片的方法。对于X射线探测器,Hamamatsu提供SI光电二极管,SI APD,CCD区域图像传感器和CMOS区域图像传感器,平板传感器等。在非破坏性检查中,双能量成像允许通过同时检测高能量和低能X射线来捕获深色调的图像。
