1996 年是 W. K. 伦琴发现 X 射线一百周年,人们庆祝了这种“奇异射线”提供的深刻见解。除了普遍用于对视觉不透明系统的内部结构进行成像之外,X 射线在阐明物质的几何结构和电子结构方面也具有重要应用。除了同步辐射设备外,在普通实验室环境中可用的传统 X 射线源的波长非常适合揭示晶体固体和生物分子中的原子排列。此外,吸收和发射的 X 射线的光谱可以揭示原子、分子和材料的电子结构。类似地,核 β 射线反映原子核的能级结构,其波长范围远低于 X 射线波长,就像 X 射线波长低于可见光波长一样。 1912 年首次报道的 X 射线衍射将 X 射线波长与晶格尺寸联系起来,但未能将这两个尺度与宏观物体的尺寸联系起来。从 20 世纪 30 年代初到 70 年代初,X 射线光谱对确定 N A 、h/e 和 hc/e 等基本常数做出了重要贡献。然而,这些测量受到 X 射线尺度与可见参考波长之间联系不确定性的限制。直到七十年代中期,唯一确立的直接联系是
量子信息科学正在迅速发展,迫切需要紧凑型单波长(单频)激光光源。受激光与原子尺度上的独特材料的相互作用推动了量子计算和量子应用的进步,需要特定波长来针对单个原子相互作用。自然物理学决定了与特定原子、晶体和环境相互作用所需的独特波长。许多这些所需波长都在近紫外 (UVA) 和可见光谱中。由于其独特的激光特性,氮化镓 (GaN) 激光器非常适合解决这些自然界规定的 UVA 和可见波长。新兴量子市场为可见激光二极管制造商(如 BluGlass)提供了巨大的机会,因为许多实现原子跃迁的波长都发生在可见波长,并且在包括先进机器人和生物医疗设备在内的极具前景的应用中越来越受到客户的追捧。脑驱动的假肢自动化和用于军事和商业应用的量子导航原子钟就是这种下一代技术的很好例子。麦肯锡公司在其 2021 年量子报告中指出:“量子计算是我们这个时代最具革命性的技术之一,距离广泛的商业应用还有十年的时间。然而,鲜为人知但具有关键工业和科学意义的两项相关技术将更早面世:量子传感 (QS) 和量子通信 (QComm)。
紫外线 (UV) 光是电磁波谱中波长比人眼可见波长短的能量。紫外线是波长范围从 100 到 400 纳米(介于 X 射线和可见光之间)的电磁波。紫外线分为真空紫外线 (100–200 纳米)、UV-C (200–280 纳米)、UV-B (280–315 纳米) 和 UV-A (315–400 纳米)。UV-C 光谱中的能量波具有杀菌效率,可提供高效的消毒效果。
深层的下次波长激光器(或纳米剂)高度要求在纳米级的紧凑芯片上生物成像和感测。在可见范围内,所有三个维度短的单粒子纳米仪的开发的主要障碍之一是高激光阈值和由此产生的过热。在这里,我们在Cuboid CSPBBR 3纳米颗粒中阐述激子 - 孔子凝结和镜像MIE模式,以在其超小为0.53μm的可见波长下从其超小为0.53μm的可见波长(从其超小为0.53μm)(≈0.007μm3或≈λ3 /20 /20)实现。通过直接构造具有相似材料参数的相应的一维和二维波引物系统,证明了来自所有三个维度的纳米腔的极化性质。这种深层的亚波长纳米震剂不仅是由激子结合能的高值(≈35meV),re骨指数(低温下的2.5)和CSPBBR 3的发光量子产率,而且还通过对MIE弥补的优化而通过质量取得了良好的量子的优化。此外,最佳激光条件的关键参数是CSPBBR 3中的自由光谱范围和声子频谱,该光谱控制了极化子凝结路径。这种化学合成的胶体CSPBBR 3纳米酶可能会在任意表面上放置,这使它们成为与各种芯片系统集成的多功能工具。
当粒子与辐射波长相比非常小时,就会发生瑞利散射。这些粒子可能是小的尘埃或氮和氧分子。瑞利散射导致较短波长的能量散射得比较长波长的能量多得多。瑞利散射是高层大气中的主要散射机制。白天天空呈现“蓝色”就是由于这种现象。当阳光穿过大气层时,可见光谱中较短波长(即蓝色)的散射比其他(较长)可见波长的散射更多。日出和日落时,光线必须比中午时穿过大气层更远,较短波长的散射更完全;这使得较大比例的较长波长能够穿透大气层。
捕获和处理通过空间分辨的电磁信息基于生物学研究,医学诊断,机器视觉和遥感等领域的重要应用。使用长波红外光谱仪在可见波长处获得更容易获得的数据以外的洞察力非常有吸引力[1]。例如,在红外波长处进行空间解决数据,例如用于植物组织歧视和生物分子检测[2],癌细胞研究[3],机器视觉应用,包括自动驾驶汽车的实时数据处理[4]以及热卫星成像[5]。今天,这些应用程序中的大多数都依赖于使用常规光电探测器以强度的形式捕获空间信息,并随后应用数字处理。在大多数情况下,这些计算可以通过现代算法有效地执行,但生成大量高分辨率数据的应用可以将当前的电子系统推向其极限,并使用大量的时间和能量[6]。
在200-1000 nm的光谱范围内,在所有已检查的生物系统中都观察到了在200-1000 nm的频谱范围内的极低强度发射(10-10-10 3光子 /cm 2 /sec)的现象。在这里,我们报告了实验,这些实验体现了新型成像系统检测一组生理上重要方案的UPE变化的能力。我们使用EMCCD和CCD摄像机来捕获低噪声和量子效率低于90%的单个可见波长光子。我们的调查揭示了Live与死鼠的UPE之间的显着对比。在植物中,我们观察到温度和伤害的升高都会引起UPE强度的增加。此外,化学处理修饰了植物的UPE发射特性,尤其是麻醉剂(苯佐卡因)在损伤中的应用,这在测试的化合物中显示出最高的发射。因此,UPE成像提供了对动物活力的无创成像以及植物对压力的反应的可能性。
植物病害检测和严重程度评估有多种用途,包括预测产量损失、监测和预报流行病、判断寄主抗性以及研究基本的生物寄主-病原体过程。如果对病害严重程度的评估不准确和/或不精确,可能会得出错误的结论并采取错误的措施。基于使用可见波长制作的数字图像的图像分析是用于检测和量化疾病的几种方法之一;与视觉评估或其他方法相比,它具有优势。在过去的 30 年里,在提高用于检测和测量植物病害的图像分析的可靠性、精确度和准确性方面取得了重大进展。虽然设备和软件变得越来越复杂,但这些技术也变得越来越容易使用。因此,用于测量植物病害的图像分析正变得越来越广泛地应用,目前已应用于多种植物病害的研究。本综述介绍了可见光波长摄影和图像分析的历史、技术和应用,以及在植物病害检测和评估方面充分发挥这些系统的潜力的进展。
摘要:纤维耦合的微型风险是一个有前途的平台,用于增强钻石色中心的自发发射。微电池的测得的腔体增强发射受每个腔模式的有效体积(V),腔质量因子(Q)以及微波和纤维之间的耦合。在这里,我们观察到室温光致发光,从氮气离子中心的集合到高Q / V微视孔模式,当与微电风模式的相干光谱合并时,它们可以阐明这些因素的相对贡献。广泛的发射光谱充当内部光源促进模式的识别,对几个无腔谱范围。分析收集的微型锥形的纤维锥度揭示了通过腔和纤维锥度的光谱滤波,后者我们优先找到了与高阶微波模式的伴侣。相干模式光谱用于测量Q〜1×10 5 - 在可见波长下运行的钻石微腔的报告值最高。随着微型尺寸的现实优化,我们预测purcell因子约为50个。
摘要:可见波长超大规模集成 (VLSI) 光子电路有可能在量子信息和传感技术中发挥重要作用。可扩展、高速、低损耗的光子网格电路的实现取决于可靠且精心设计的可见光子元件。本文我们报告了一种基于压电驱动机械悬臂的低压光学移相器,该移相器是在 CMOS 兼容的 200 毫米晶圆可见光子平台上制造的。我们展示了差分操作中 6 V π -cm 的线性相位和幅度调制、-1.5 dB 至 -2 dB 的插入损耗以及 700 nm - 780 nm 范围内高达 40 dB 的对比度。通过调整选定的悬臂参数,我们演示了一个低位移和一个高位移装置,两者均表现出从直流到峰值机械共振的几乎平坦的频率响应,分别在 23 MHz 和 6.8 MHz,通过共振增强 Q~40,进一步将工作电压降低至 0.15 V π -cm。