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World File Search System激光波长
基于 5×5 VCSEL 阵列的启发计算
摘要 人工神经网络等受大脑启发的计算概念已成为经典冯·诺依曼计算机架构的有前途的替代品。光子神经网络的目标是在光子基底中实现神经元、网络连接和潜在学习。本文，我们报告了通过高质量垂直腔面发射激光器 (VCSEL) 阵列开发快速、节能的光子神经元纳米光子硬件平台。开发的 5 × 5 VCSEL 阵列通过均匀制造结合对激光波长的单独控制提供高光学注入锁定效率。注入锁定对于基于 VCSEL 的光子神经元中信息的可靠处理至关重要，我们通过注入锁定测量和电流诱导光谱微调证明了 VCSEL 阵列的适用性。我们发现我们研究的阵列可以轻松调整到所需的光谱均匀性，因此表明基于我们技术的 VCSEL 阵列可以作为下一代光子神经网络的高能效和超快光子神经元。结合完全并行的光子网络，我们的基板有望实现达到10 GHz 带宽的超快速操作，并且我们表明，基于我们的激光器的单一非线性变换每个 VCSEL 仅消耗约 100 fJ，与其他平台相比，具有很强的竞争力。
使用超快激光器的晶体硅的无形化和消融：对脉冲持续时间和辐照波长的依赖性
使用激光器以高空间精度实现硅中受控的晶体相变，承诺在包括硅光子学在内的半导体技术中新的制造溶液。最近的改善非晶厚度位置超快激光器作为应对当前挑战的最佳工具。在这里，审查了有关硅转化的文献，并与新的实验数据相辅相成。这包括非晶态和消融响应，这是脉冲持续时间的函数（𝝉 = 13.9至134 fs 𝝀 = 800 nm）和激光波长（𝝀 = 258至4000 nm，𝝉 = 200 fs脉冲）。对于脉冲持续时间依赖性的SI研究（111），非晶化的阈值随持续时间较短而降低，强调了在考虑条件范围内非线性吸收的显着性。对于波长依赖性研究，非晶化阈值从𝝀 = 258急剧增加到1030 nm，其次是接近恒定的行为至𝝀 = 3000 nm。相反，在这些指定的范围内的消融阈值增加。还讨论了在Si（111）和Si（100）上获得的非晶化厚度的差异，并识别出异常大的宽度范围，以在𝝀 = 258 nm处进行非晶化。最后，解决了与相互作用非线性无关的横向分辨率的问题。
Andrew Appleby、Thangavel Thevar，“使用激光诱导击穿光谱法鉴别英国一英镑假币”，Opt. Eng. 55 (4)，044104 (2016)，doi：10.1117/1.OE.55.4.044104。
1 简介 激光诱导击穿光谱 (LIBS) 可确定目标样品中存在的原子元素。使用激光脉冲蒸发目标的小样本（通常小于一微克）以产生电离原子和自由电子的等离子体。当该等离子体冷却并且自由电子与离子重新结合时，会发射出各种谱线。这些线的波长和强度可识别原始目标中的原子元素。此外，还可以推断出目标中存在的这些元素的百分比。通过计算机分析发射的谱线，可以在几分之一秒内完成测量。几乎不需要或不需要样品制备。目标可以是任何吸收所选激光波长的材料：固体、液体或气体。LIBS 被认为源于 Brech 和 Cross 的论文。1 LIBS 发展到目前的状态现在已经有据可查。2 – 4 这种简单、快速且用途广泛的技术广泛应用于实验室和现场测量。后者受到激光和光谱仪技术的进步的推动，这些进步带来了紧凑型便携式 LIBS 系统的出现。5 – 7 LIBS 的应用现在涵盖了物理和生命科学的许多领域，8 – 12 从深海测量 13、14 到火星。15 这项技术的特点是微破坏性（许多应用认为它是非破坏性的），其应用甚至延伸到珍贵艺术品，用于鉴定古代绘画作品和珍宝中的颜料，例如检查古钱币以确定其年代和真实性。16 – 19
使用激光诱导击穿光谱法识别英国一英镑假币
1 简介 激光诱导击穿光谱 (LIBS) 可确定目标样品中存在的原子元素。使用激光脉冲蒸发目标的小样本（通常小于一微克），以产生电离原子和自由电子的等离子体。当该等离子体冷却并且自由电子与离子重新结合时，会发射出各种谱线。这些谱线的波长和强度可识别原始目标中的原子元素。此外，还可以推断出目标中存在的这些元素的百分比。通过计算机分析发射的谱线，可以在几分之一秒内完成测量。几乎不需要或根本不需要样品制备。目标可以是任何吸收所选激光波长的材料：固体、液体或气体。LIBS 被认为源于 Brech 和 Cross 的论文。1 LIBS 发展到目前的状态现已得到充分证明。2 – 4 这种简单、快速且多功能的技术广泛应用于实验室和现场现场测量。后者受到激光和光谱仪技术的进步的推动，这些进步带来了紧凑、便携的 LIBS 系统。5 – 7 LIBS 的应用现在涵盖了物理和生命科学的许多领域， 8 – 12 从深海测量 13、14 到火星。15 该技术可归为微破坏性技术（许多应用认为它是非破坏性的），其应用甚至扩展到珍贵艺术品，用于鉴定古代绘画作品和珍宝中的颜料，例如检查古钱币以确定其年代和真实性。16 – 19
激光雷达在行星科学中的未来
激光雷达 (光检测和测距) 是一种利用发射激光脉冲的飞行时间来测量仪器和目标之间精确距离的方法 ( Gardner, 1982 ; Sun, 2017 ; Zhou et al., 2017 )。当作为轨道有效载荷时，激光雷达可对表面进行连续测距测量，沿航天器轨道建立地形剖面。只要有合适的轨道和测量节奏，就可以构建整个星球的地形图，精度达到厘米到米，并具有精确的大地测量控制。对月球和火星的轨道激光雷达测量提供了全球地形图，这些图是科学研究和探索工作的基础数据集。通过测量透射和反射的激光脉冲能量，可以确定激光波长下表面的反射率，而不管自然照明条件或表面的热状态如何。从这个角度看，我简要总结了激光雷达在行星科学应用方面的历史，从阿波罗 15 号激光高度计开始，并确定了几种与最紧迫的行星科学问题相关的未来技术和测量概念。我的目的是强调如何以新的方式使用两种基本的激光雷达测量（飞行时间和接收的激光能量）来提供独特的科学测量。我将这个观点限制在行星科学激光雷达研究上，并不关注丰富的地球科学激光雷达任务、地面和机载研究，也不讨论激光雷达在导航和制导目的上的严格使用，因为它越来越多地用于航天器对接、地形相对导航 (TNR) 以及着陆制导和控制。
激光器如何利用光声和光电现象将信号注入 MEMS 麦克风
可以使用调幅激光在 MEMS 麦克风的输出端生成虚假但相干的声学信号。虽然这种漏洞会对信任这些麦克风的网络物理系统的安全性产生影响，但这种影响的物理解释仍然是个谜。如果不了解导致这种信号注入的物理现象，就很难设计出有效可靠的防御措施。在这项工作中，我们展示了热弹弯曲、热扩散和光电流产生机制在多大程度上被用于将信号注入 MEMS 麦克风。我们为每种机制都提供了模型，开发了一种程序来经验性地确定它们的相对贡献，并强调了对八种商用 MEMS 麦克风的影响。我们通过使用几种激光波长和一个真空室的精确设置来隔离每种机制来实现这一点。结果表明，麦克风上的注入信号取决于入射光的波长，其中长波长（例如 904 nm 红外激光）利用 ASIC 上的光电效应，而短波长（例如 450 nm 蓝色激光）利用振膜和周围空气上的光声效应。根据这一理解，我们为未来的抗激光麦克风设计提出了建议，包括改进球顶应用、减少 MEMS 结构内的材料不对称性，以及添加简单的光或温度传感器以进行注入检测。基于根本的因果关系，我们还指出了具有与 MEMS 麦克风相似特性的其他传感器中可能存在的漏洞，例如传统麦克风、超声波传感器和惯性传感器。
为高增益惯性聚变能 (IFE) 靶设计提供先进的烧蚀材料
激光直接驱动 (LDD) 是惯性聚变能 (IFE) 设计最合适的方案之一，因为它可以比间接驱动 [1] 至少多两倍的激光能量耦合到内爆壳层。一旦通过宽带激光技术或激光波长失谐缓解横光束能量转移 (CBET)，LDD 中激光与目标的耦合可以进一步增强约 2 倍。LDD 依赖于低 Z 烧蚀材料/等离子体（如聚苯乙烯、铍、碳等）对激光能量的吸收。日冕等离子体中吸收的激光能量主要通过电子热传导传输到烧蚀前沿。该过程的效率被称为内爆的“水效率”，即激光吸收和火箭效率的乘积。内爆舱的动能越大，点火裕度越大，IFE 目标的增益越高。三件事对于通过 LDD 方案实现 IFE 的成功至关重要：(1)。使大部分激光能量被日冕中的烧蚀等离子体吸收；（2）获得最佳的水效率，将尽可能多的激光能量与内爆胶囊的动能耦合，从而提供高烧蚀压力以加速壳体；（3）提高烧蚀速度以稳定瑞利-泰勒不稳定性增长，从而提高胶囊的完整性。有几种研究方向可以实现上述目标。宽带激光等先进激光技术可以解决吸收增加和印记减少等问题 [2]。一种补充途径是目标解决方案，即通过设计和制造先进的烧蚀材料来提供上述成功实现高增益 IFE 目标设计的关键因素。目标解决方案可以解决印记减少和 RT 等问题
薄玻璃切割中时间空气脉冲的效率
薄玻璃切割中的时间空气脉冲效率 Madalin-Stefan Radu、Cristian Sarpe、Elena Ramela Ciobotea、Bastian Zielinski、Radu Constantinescu、Thomas Baumert 和 Camilo Florian* *通讯作者电子邮件：camilo.florian@uni-kassel.de。这是以下文章的预印本：Radu、Madalin-Stefan、Sarpe、Cristian、Ciobotea、Elena Ramela、Zielinski、Bastian、Constantinescu、Radu、Baumert、Thomas 和 Florian、Camilo。 “时间艾里脉冲在薄玻璃切割中的效率” Zeitschrift für Physikalische Chemie，2024 年。最终认证和印刷版本可在线获取：https://doi.org/10.1515/zpch-2024- 0911 超短脉冲激光源是用于微和纳米加工大带隙介电材料的有用工具。这些脉冲的最大优势之一是能够达到高强度峰值，即使在对激光波长透明的材料中也能促进吸收。此外，如果修改脉冲时间分布，能量吸收可以烧蚀直径小、深度大的孔。在这项工作中，我们提出了初步结果，将三种类型的脉冲作为玻璃切割的前体：带宽受限（785 nm 时为 30 fs）、正色散和负色散时间艾里脉冲 (TAP)。所选材料为厚度为 170 μm 的钠钙玻璃，在不同激光能量和扫描速度下，以 1 kHz 的重复率在紧密（50 倍物镜）和松散（20 倍物镜）聚焦条件下进行刻划。激光加工后，使用自制的四点弯曲台通过机械应力对玻璃进行切割。我们分析了三种激光脉冲在表面和横截面上的刻划线质量以及断裂后所需的断裂力。我们报告称，与其他实施的脉冲相比，正 TAP 在玻璃样品上产生了整齐、平整的切割边缘。关键词：玻璃切割；超短脉冲激光；高纵横比结构；激光加工；时间脉冲整形；薄玻璃
薄膜微生物制造
微生物是一种固态电池（SSB），旨在为小型电子设备提供电力。SSB在性能，可持续性和安全性方面，由于其更高的热和化学稳定性，较高的能量密度以及不存在可易受的液体而具有显着优势。由于可植入的医疗设备或皮肤贴片等灵活的电子微型电视的需求不断增长，因此许多研究人员都集中在阳性和负电极的沉积以及固体电解质上，以开发微生物。在微型SSB中，薄膜电池（TFB）通常具有逐层堆叠结构，其中各种组件（阴极，电解质和阳极）顺序沉积在基板上，这也可以用作电流连接器。为了确保电气和离子电荷的能力转移，电极必须非常薄（最大厚度为几微米），电解质甚至更薄。为了实现这一目标，已经探索了各种沉积技术，例如磁子溅射，脉冲激光沉积（PLD），热蒸发，化学蒸气沉积（CVD），原子层沉积（ALD）和打印（Xia等，2023）。在其中，PLD被广泛认为是薄膜增长的多功能技术。由于有可能沉积密集和纯净的薄膜，PLD引起了科学家对固态电池开发的关注（SSB）（Julien and Mauger，2019年； Fenech和Sharma，2020年）。几个PLD的角色在PLD中，脉冲激光束从固体靶标燃烧材料，以薄膜的形式沉积在基板上。激光与靶材料之间的相互作用会引起激光光子的吸收，从而导致靶标和血浆形成的高层蒸发，由原子，分子，离子，电子和簇组成。等离子体的组成和膨胀与沉积参数密切相关，尤其是环境背景（例如真空或背景气体惰性或反应性）和激光参数（包括脉冲持续时间，波长和流量）。因此，可以通过控制沉积过程中的许多实验参数（例如激光波长，能量和脉冲长度，沉积温度和大气等）来调整所获得的纤维的组成，形态，结晶度和厚度。
激光安全
激光安全简介 激光已成为医学、物理学、化学、地质学、生物学和工程学领域日益重要的研究工具。如果使用或控制不当，激光会对操作员和其他人员（包括未经授权的实验室访客）造成伤害（包括烧伤、失明或触电），并造成重大财产损失。所有激光的个人用户都必须接受充分培训，以确保充分了解德克萨斯大学激光安全政策中概述的安全实践。大学的激光安全程序遵循德克萨斯州卫生部辐射控制局的要求以及美国国家标准协会 (ANSI) 的指导方针，如 ANSI 标准 Z136.1“激光的安全使用”中所述。什么是激光？ LASER 是受激辐射光放大的首字母缩写词。激光产生的能量位于电磁波谱的光学部分或附近。能量通过称为受激辐射的原子过程放大到极高的强度。 “辐射”一词常常被误解，因为该术语也用于描述放射性物质或电离辐射。但在本语境中，该词的使用是指能量转移。能量通过传导、对流和辐射从一个位置移动到另一个位置。激光的颜色通常用激光的波长来表示。表示激光波长的最常用单位是纳米 (nm)。一米有 10 亿纳米 (1 nm = 1 X 10 -9 m)。激光是非电离光，包括紫外线 (100-400nm)、可见光 (400-700nm) 和红外线 (700nm-1mm)。电磁波谱每种电磁波都表现出独特的频率，以及与该频率相关的波长。正如红光有自己独特的频率和波长一样，其他所有颜色的光也都有独特的频率和波长。橙色、黄色、绿色和蓝色各自表现出独特的频率和波长。虽然我们可以用相应的颜色感知这些电磁波，但我们看不到电磁波谱的其余部分。大部分电磁波谱是不可见的，并且其频率遍布整个频谱。频率最高的是伽马射线、X 射线和紫外线。红外辐射、微波和无线电波占据频谱的较低频率。可见光介于两者之间，处于非常狭窄的范围内。