对于人身上、周围和体内的生物传感器来说,节能传感和物理安全通信是开发低成本医疗保健设备的主要研究领域,可实现持续监测和/或安全永久运行。当用作节点网络时,这些设备构成了身体物联网,它带来的挑战包括严格的资源限制、同时进行传感和通信以及安全漏洞。另一个主要挑战是找到一种高效的体上能量收集方法来支持传感、通信和安全子模块。由于收集的能量有限,我们需要降低每单位信息所消耗的能量,因此使用传感器内分析和处理势在必行。在本文中,我们回顾了低功耗传感、处理和通信的挑战和机遇,以及未来生物传感器节点可能的供电方式。具体来说,我们分析、比较和对比(a)不同的传感机制,如电压/电流域与时间域,(b)低功耗、安全通信模式,包括无线技术和人体通信,以及(c)可穿戴设备和植入物的不同供电技术。
摘要:等离子体产生的亚波长约束和增强电场可实现精确传感和增强光与物质的相互作用。然而,等离子体的高频率和短寿命限制了这项技术的全部潜力。找到替代品并研究其动力学至关重要。在这里,我们提出了一种实验方法,允许在时间域研究表面声子极化子。我们首先为超短脉冲光与极性材料相互作用建立理论框架。然后,我们进行飞秒泵浦探测实验,并展示表面声子极化的产生和时间分辨检测。通过比较实验和模拟,我们显示了明模式和暗模式的存在,质量因子高达 115。然后,我们研究模式相关的衰减和向环境的能量传递。我们的结果为实验探索表面声子极化子的动力学以及相干性在能量传递中的作用提供了一个平台。关键词:表面声子极化子,超快,相干性,亚波长限制
摘要:金属纳米结构对光学激发的响应导致局部表面等离子体(LSP)生成,并在例如量子光学和纳米光子学中驱动纳米级场限制驱动应用。Terahertz域中的现场采样对追踪此类集体激发的能力产生了巨大影响。在这里,我们扩展了此类功能,并在更相关的Petahertz域中对LSP进行直接采样。该方法允许以亚周期精度测量任意纳米结构中的LSP场。我们演示了胶体纳米颗粒的技术,并将结果与有限差分的时间域计算进行了比较,这表明可以解决等离子体激发的堆积和逐步化。此外,我们观察到了几个周期脉冲的光谱阶段的重塑,并通过调整等离激元样品来证明临时脉冲成型。该方法可以扩展到单个纳米系统,并应用于探索亚周期现象。关键字:等离激光,等离子体动力学,金纳米颗粒,Petahertz现场采样■简介
在卫星通信中,链路边缘以及天线辐射特征是确保在空间和接地段之间提供牢固的通信联系的关键因素。用于遥测/遥控器和有效载荷数据传输,ISOFLUX天线被广泛用于卫星通信系统中,以有效地引导电磁波。为了降低复杂性和制造成本,首选简单的天线结构。在这项研究中,经过详细的文献调查,已设计了Polyrod天线,用于在低地球轨道卫星通信子系统的空间段中使用。所提出的polyrod天线在天线的60 0高度角下具有最大增益。此外,其阻抗带宽为750MHz(11%),足以在高数据速率发射器中使用。通过使用CST微波工作室TM,这是一种可商购的3-D电磁时间域求解器,方向性,增益,轴向比率,用于X波段的高程平面以及回报损失特征。基于获得的结果,可以在需要圆锥形束辐射图案的情况下使用设计的polyrod天线。
摘要 基于 Kretschmann 的表面等离子体共振 (K-SPR) 传感器采用等离子体金 (Au) 层上的多层石墨烯和二硫化钼 (MoS 2 ) 结构进行乙醇检测。在这种配置中,最小反射率与 SPR 角度的 SPR 光谱用于确定灵敏度、检测精度和质量因数作为主要品质因数 (FOM)。石墨烯和 MoS 2 均用作混合检测层,以使用有限差分时间域 (FDTD) 增强乙醇传感性能。多层石墨烯/Au 和 MoS 2 /Au 传感器在 785 nm 光波长下的最大灵敏度分别为 192.03 ◦ /RIU 和 153.25 ◦ /RIU。在使用 K-SPR 技术进行材料表征方面,在金上化学气相沉积 (CVD) 生长的石墨烯厚度为 1.17 nm,在光波长为 670 nm 和 785 nm 时实折射率和虚折射率分别为 2.85、0.74 和 3.1、1.19。
在过去的二十年中,金属眼镜的大量放松或物理老化实验揭示了间歇性原子级过程的特征。通过使用X射线光子相关光谱(XPC)从相干散射的强度互相关来揭示,观察到的原子运动时间域突然变化并不适合逐渐减慢松弛时间的逐渐减慢速度,其起源仍在不清楚。使用经受微秒长的等温线的二进制Lennard-Jones模型玻璃,我们在这里表明,在不同的长度尺度上,在时间和空间上,在空间上和空间异质性原子群集活性驱动了高度非单调强度互相关的出现。模拟的XPCS实验揭示了各种依赖时间的强度 - 跨性相关性,这些相关性取决于结构演化和𝑞空间采样,对用XPC测量的间歇性衰老的可能结构起源提供了详细的见解。
摘要 — 与侵入式脑机接口 (BCI) 相比,非侵入式皮质神经接口在肢体运动及其力量的皮质解码方面仅取得了中等水平的表现。虽然非侵入式方法更安全、更便宜、更容易获得,但信号在空间域 (EEG) 或时间域 (功能性近红外光谱 (fNIRS) 的 BOLD 信号) 中分辨率较差。之前从未实现过双手力产生和连续力信号的非侵入式 BCI 解码,因此我们引入了一个等距握力跟踪任务来评估解码。我们发现,使用深度神经网络结合 EEG 和 fNIRS 比线性模型更能解码左手和右手产生的连续握力调节。我们的多模态深度学习解码器在力重建中实现了 55.2 FVAF[%],并且解码性能比每种单独的模态提高了至少 15%。我们的结果表明,使用非侵入性移动脑成像获得的皮质信号实现连续手力解码的方法对康复、恢复和消费者应用具有直接影响。
DNA损伤和修复过程如何影响核内部核的生物力学特性。这里,基于时间域的光学显微镜(TDBS)用于研究诱导的核内力学的调节。使用这种超快泵探针技术,在核内纳米结构中沿其传播跟踪相干的声音子,并通过光学分辨率测量了复杂的刚度模量和厚度。骨肉瘤细胞暴露于甲基甲磺酸甲酯(MMS),并使用针对损伤信号蛋白的免疫检测测试DNA损伤的存在。tdbs表明,由于染色质反应和重组,核内存储模量在暴露于MMS时显着降低,这有利于细胞器内的分子扩散。去除破坏剂并在缓冲溶液中孵育2小时时,固定后,核内重组会导致储存模量的反向演变,核会僵硬。当DNA双链断裂是由细胞暴露于电离辐射引起的时,也测量了相同的趋势。tdbs显微镜还揭示了声学耗散的变化,纳米级核内组织的另一种机械探针以及在暴露于MMS和恢复后的核厚度的变化。
I.涉及差异时间域(FDTD)算法[1],[2]被广泛用于求解麦克斯韦方程。最近,将FDTD与量子模型整合[3] - [8]的兴趣增加了。电磁信号与量子状态之间的相互作用在被考虑的量子计算的许多结构中起着至关重要的作用[9],呼吁可以共同模拟量子和电磁现象的算法。量子粒子相互作用的量子模型通常涉及电势,而不是传统的FDTD中计算的字段。对量子建模中电势知识的要求使电势成为量子应用中FDTD未知数的自然选择[7],[8]。早些时候,已经研究了基于电位的FDTD(P-FDTD)制剂,例如,作为减少计算要求的手段[10],[11]。p-FDTD方法仍然缺乏针对基于领域的FDTD提出的许多进步,包括子生产[12],模型订单降低[13]等。创建此类新方案的困难之一是确保稳定性的复杂性。对于基于传统的FDTD的情况,需要选择下方的时间步长以下
DOI: https://dx.doi.org/10.30919/es1158 Simulation Calculation of Selective Reflective Films based on Metamaterials and Prediction of Color in Light Filter with Machine Learning Pawinee Xiangtian Gao, 1, 2 Ming Yang, 1, 2,* Aricson Pereira, 3 Sijie Guo 4 and Hang Zhang 1, 2,* Abstract In this study, we已经开发了一种利用超材料的新型三层圆柱周期性结构,将周期性的圆柱体布置与金属 - 绝缘子 - 金属(MIM)三层构型相结合。有限差时间域方法用于计算结构的反射曲线,然后计算D65光源下结构的颜色坐标。我们获得了结构和结构大小参数变化所呈现的颜色之间的关系。然后,随机森林算法用于机器学习,并获得了更准确的学习模型。确定系数r 2高于0.98。此结果可确保随机森林算法可以用于上层建筑的计算中。本文介绍了具有可调色属性和机器学习框架的新型轻滤波器设计,以基于结构参数进行准确的颜色预测。