探索新型传感技术以促进新的交互模式仍然是人机交互领域的一个活跃的研究课题。在众多 HCI 会议中,我们可以看到新交互形式的发展,其基础是采用或改编基于声音、光、电场、无线电波、生物信号等测量的传感技术。在商业上,我们看到雷达传感技术在车辆/汽车和军事环境中得到了广泛的工业发展。在超长距离,雷达技术已在天气和飞机跟踪中使用了数十年。在长距离、中距离和短距离,雷达已用于 ACC、EBA、安全扫描仪、行人检测和盲点检测。雷达通常被认为是一种远程传感技术,它全天候工作,提供 3D 位置信息,无需照明,可以穿透表面和物体,因此可以随时运行。在超短距离,雷达已用于脱粘检测、腐蚀检测和泡沫绝缘缺陷识别。此外,研究界已探索雷达技术用于各种用途,例如存在感知和室内用户跟踪 [5]、生命体征监测 [6] 和情绪识别。在这个范围内,雷达被吹捧为解决隐私、遮挡、照明和视野受限等问题,这些问题是视觉方法所面临的,或者用于传统方法无法解决的医疗条件
摘要:在本文中,我们在理论上和实验上都研究了双峰干涉传感器的敏感性,其中干涉发生在两个具有不同特性的等离子模式之间,在同一物理波导中传播。与众所周知的Mach- Zehnder干涉测定法(MZI)传感器相反,我们首次表明双峰传感器的灵敏度与传感面积长度无关。通过将理论应用于组成的铝(AL)等离子条纹波导的集成等离子双峰传感器来验证这一点。使用不同长度的等离子条带进行了数字模拟的一系列这种双峰传感器,证明了所有传感器变体的散装折射率(RI)敏感性,证实了理论上的结果。还通过芯片级RI传感实验对三个制造的SU-8/Al Bimodal传感器进行了芯片级RI传感实验,以50、75和100 µm的血浆传感长度进行了实验验证。发现获得的实验性RI敏感性分别非常接近,等于4464、4386和4362 nm/riU,这证实了感应长度对双峰传感器敏感性没有影响。上述结果减轻了设计和光损失约束,为更紧凑,更强大的传感器铺平了道路,可以在超短声感应长度下实现高灵敏度值。
相对论温度电子高于0.5 MeV的温度电子通常以大约10 18 w/cm 2的激光内部产生。以非相关强度运行的高重复速率激光器(≃1016 w/cm 2)的产生是针对紧凑型,超短,台式电子源的基础主教。能够利用激光 - 血浆相互作用的不同方面的新策略对于降低所需的强度是必要的。我们在这里报告,一种新型的微螺旋体动态靶标结构技术,能够在蓬代尺度(10 18 w/cm 2)所需的强度的1/100中产生200 keV和1 meV电子温度,以产生相对论电子温度。将这种方法与“非理想的” Ultrashort(25 fs)脉冲以4×10 16 W/cm 2的形式结合了固定,优化的尺度长度和微观访问的概念,可实现两样式的衰减增强的电子加速度(25 fs)脉冲。具有KHz的射击可重复性,这种精确的原位靶向物可以通过毫升joule类激光器产生高达6 MeV的质量质量束状电子发射,这对于所有科学领域的时间分辨,微观研究都可以进行转化。
最近,具有 25 nm T 栅极的 InP 基高电子迁移率晶体管 (HEMT) 已被证明可在 1.1 THz 下放大 [1],这使得传统电子设备在太赫兹应用方面比光学设备更具竞争力。尽管积极推动 T 栅极的占用空间变得更短以实现更高的工作频率现已成为热门研究课题,但针对 100 nm 以下 T 栅极的稳健且经济高效的 T 栅极工艺仍然是行业的首要任务。在本文中,我们将展示格拉斯哥大学在超短 T 栅极工艺开发方面的最新进展。该工艺涉及在 PMMA/LOR/CSAR 三层 EBL 光刻胶堆栈上进行单次电子束光刻 (EBL) 曝光。通过仔细控制光刻胶厚度、电子束剂量以及适当的显影剂和显影时间,我们开发了一种可靠且稳健的工艺,用于具有各种脚和头长度的 T 栅极。图 1 显示了 GaAs 半绝缘基板上典型 T 栅极的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。与最先进的 T 门工艺[3][4]相比,新工艺具有多项优势,并且有可能将 HEMT 的 THz 操作占用空间进一步缩小至 20 纳米以下。我们将在会议上更详细地阐述该工艺。
近90年来,人们认为进动和放松过程占据了磁化动力学。直到最近才认为,在短时间内,惯性驱动的磁化动力学应变得相关,从而导致磁化载体的额外营养。在这里,我们通过突然激发了具有超短光脉冲的薄ni 80 fe 20(Permalloy)膜,从而导致有效轨道作用于磁矩,将磁化强度的动力学分开,从而使磁力的动力学与它的角动力分开。我们通过时间分辨的磁光kerr效应在实验上研究了惯性方向的磁化动力学。我们发现,Kerr信号中的特征振荡范围为〜0.1 THz的范围为0.1 THz,其在pressional振荡上以GHz频率叠加。通过与原子自旋动力学模拟进行比较,我们证明了该观察结果不能用众所周知的Landau-Lifshitz-Gilbert运动方程来解释,但可以归因于惯性贡献,从而导致磁化载体围绕其角度动量的营养。因此,惯性磁化动力学的光学和非谐振激发可以触发和控制不同的磁过程,从通过活动器的消极作用到单个设备中的进动。这些发现将对对超快自旋动力学和磁化切换的理解具有深远的影响。
线性到非线性飞秒激光脉冲在空气中聚焦的能量极限 Yu.E.Geints 1、DVMokrousova 2、DVPushkarev 2、GERizaev 2、LVSeleznev 2、I.Yu.Geints 1,3、AAIonin 2 和 AAZemlyanov 1、1 VE Zuev 俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所,1,Zuev 院士广场,托木斯克 634055,俄罗斯 2 PN 俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所,53 Leninskii pr.,莫斯科 119991,俄罗斯 3 莫斯科国立大学物理学院,列宁戈里,莫斯科 119991,俄罗斯 * 电子邮件:ygeints@iao.ru 摘要 紧密聚焦高功率超短激光的传播光学介质中的脉冲通常受介质光学非线性的显著影响,这会显著影响非线性焦点周围的激光脉冲参数,并导致不可避免且通常不受欢迎的焦腰空间扭曲。我们介绍了在不同空间聚焦下飞秒 Ti:蓝宝石激光器脉冲在空气中传播的实验研究和数值模拟结果。我们集中研究了不同聚焦方式下的光谱角和空间脉冲变换 - 从线性到非线性,当脉冲成丝时。据我们所知,我们首次发现了激光脉冲数值孔径范围 - 即从 NA = 2·10 -3 到 5 10 -3(对于 1 mJ 的激光脉冲能量),其中激光脉冲频率角谱和脉冲空间形状的畸变最小。通过数值模拟,我们发现了各种聚焦条件下的阈值脉冲能量和峰值功率,在此范围内,空气中的线性和强非线性激光脉冲聚焦之间会发生转变。结果表明,随着脉冲数值孔径的增大,该能量极限降低。我们的研究结果确定了足够的激光脉冲数值孔径和能量,以获得焦点附近具有良好光束质量的最大激光强度,适用于各种激光微图案化和微加工技术。1.引言光学介质的强非线性通常在高峰值功率激光脉冲在该介质中的传播中起着显著的作用,这导致脉冲时空自调制和其光谱成分的大规模变化,发生在脉冲高强度区域,即在伴随相对较高的自由电子密度的细长等离子体通道的激光束丝中。在空气和其他透明介质(如水、固体电介质等)中,这种丝状物的峰值强度可高达数百TW/cm2,而平均丝状物横向尺寸因传播介质、激光波长和聚焦条件的不同而从几个微米到数百微米不等[1]。在丝状化过程中,激光脉冲发生深度自相位调制,这导致其频率角谱显著丰富。这也导致了宽超连续谱翼[2]和高发散圆锥发射环[3]的形成。到目前为止,已经有大量研究致力于超短激光脉冲的成丝及其可能的应用(例如,参见评论[1,4,5])。在峰值功率P 0 超过自聚焦临界功率P c 的准直或聚焦激光脉冲传播过程中,成丝现象开始于所谓的非线性焦点。可以使用半经验马尔堡公式相当准确地估计到非线性焦点的距离z sf
与同时量身定制的空间和时间特性的超短脉冲合成在多模光子学中打开了新的视野,尤其是当空间自由度由可靠的拓扑结构控制时。当前的方法是在其拓扑电荷和光谱成分之间具有相关性的时空光束的当前方法产生了引人入胜的现象。然而,整形通常仅限于狭窄的拓扑和/或光谱带,极大地限制了可实现的时空动力学的广度。在这里,我们引入了一个用于超宽带脉冲的傅立叶时空塑形器,覆盖了近50%的可见光谱,并带有多种拓扑费用,值高达80。我们的方法不用依靠线性几何形状来依靠传统的光栅,而是采用带有圆形几何形状的衍射阳极,允许将方位相调制赋予带有轨道角动量的光束。我们通过基于高光谱离轴全息图引入一种表征技术来检索时空场。线性拓扑光谱相关性的剪裁能够控制波数据包的几种特性,包括其手性,轨道半径和相互缠绕的螺旋数,而复杂的相关性使我们能够操纵它们的动态。我们的带有宽带拓扑内容的时空束将使超高光激发,显微镜和多重功能中的许多新应用。
光合作用是由太阳的单个光子1-3引发的,作为弱光源,在叶绿素吸收带1中,每秒最多每秒几十个光子每秒传递几十个光子。在过去的40年中,在过去的40年中,许多实验和理论工作探索了在光合作用中吸收光合作用的事件,从而吸收了强烈的超短激光脉冲2-15。在这里,我们使用单个光子在环境条件下激发了紫色细菌的紫obacter sphaeroides的轻度收获2(LH2)复合物,分别包含9和18个细菌氯植物分子的B800和B850环。B800环的激发在大约0.7)ps中导致电子能量转移到B850环,然后在约100-FS的时间尺度上快速B850至B850 Energy Transfers在850–875时(参考)NM(参考)。16–19)。使用宣传的单光子源20,21以及一致计数,我们建立了B800激发和B850 Fuoresence发射的时间相关函数,并证明这两个事件都涉及单个光子。我们还表明,每个检测到的插入光子光子的概率分布支持这样一种观点,即吸收后单个光子可以驱动随后的能量传递和实现发射,因此,通过扩展,光合作用的主要电荷分离。一个分析随机模型和蒙特卡洛数值模型捕获了数据,进一步缔结了单个光子的吸收与自然光收获复合物中单个光子的发射相关。
摘要:在过去的几十年中,对半导体硅的激光消融进行了广泛的研究。在超短脉冲结构域中,无论是在FS尺度还是PS尺度上,硅的消融中的脉冲能量阈值都非常依赖于脉冲宽度。然而,在NS脉冲量表中,对脉冲宽度的能量阈值依赖性尚不清楚。这项研究阐明了NS NIR激光消融硅的相互作用能量依赖性。通过脉冲能量沉积速率确定消融或熔化的水平,该脉冲能量沉积速率与激光峰值成正比。较短的脉冲宽度高峰值功率可能会引起表面消融,而较长的脉冲宽度可能会诱导表面熔化。随着脉冲宽度从26增加到500 ns,消融阈值从5.63增加到24.84 j/cm 2。随着脉冲宽度从26增加到200 ns,熔化阈值从3.33增加到5.76 j/cm 2,然后一直保持恒定直至500 ns,最长的宽度。与较短的脉冲宽度不同,较长的脉冲宽度不需要较高的功率水平来诱导表面熔化,因为可以在较低的加热时间较长的脉冲宽度时诱导表面熔化。表面熔化的线宽度小于聚焦点尺寸;该线在缓慢的扫描速度下以连续线的形式出现,或者以高扫描速度以隔离点的形式出现。相比之下,从消融中的线宽度显着超过了聚焦的点大小。
X 射线自由电子激光器 (XFEL) 的光子束比第三代光源亮 10 个数量级,是科学应用中最亮的 X 射线源 1 – 4 。其独特的波长可调性、飞秒脉冲持续时间和出色的横向相干性被用于多个科学研究领域,包括原子、分子和光学物理、化学、生物、凝聚态物理和极端条件下的物质 5 。X 射线脉冲定制一直是一个非常活跃的研究领域,包括新型超短高功率模式 6、7,极化控制 8 – 10 和双色双脉冲 11 – 18 。双 X 射线脉冲被开发用于进行 X 射线泵/X 射线探测实验,其中由一个 X 射线脉冲引发的超快物理和化学动力学可以通过第二个超短 X 射线探测脉冲来探索。这种脉冲通常是用分裂波荡器11、16或双束流技术15产生的。在双束流模式下,脉冲之间的时间间隔限制在125 fs以内,而使用新鲜切片方案16通常会产生最大延迟约为1皮秒的双脉冲。然而,有些实验需要更长的时间间隔。例如,可以通过用第一个X射线脉冲触发取决于压力的过程,然后在几纳秒后用第二个X射线脉冲探测它们,来研究水滴的爆炸19。可以用延迟超过120纳秒的第二个脉冲来探测X射线在气体装置中引起的丝状效应20。在X射线探针/X射线探针类实验中,两个脉冲都不是用来驱动样品进入不同状态的,但两个X射线脉冲在散射后可以进行有效比较,并用于在明确定义的时间间隔内提取信息。例如,从记录的散斑图案研究了磁性 skyrmion 的平衡波动,这些散斑图案是纳秒范围内两个衰减 x 射线脉冲之间的时间延迟的函数 21 – 25。最近,随着 LCLS 基于 x 射线腔的系统的出现,双脉冲和多脉冲模式传输变得至关重要 26、27。基于腔的 XFEL(CBXFEL)项目目前依赖于 220 ns 双脉冲模式,而 x 射线激光振荡器 (XLO) 28 将使用最多 8 个脉冲串,间隔为 35 ns。许多极端条件下的物质 (MEC) 实验也需要最多 8 个 x 射线脉冲,间隔 ≤ 1 ns,现在可以传输 29 – 31。在本文中,我们完整描述了一种新型双桶方案,该方案在 LCLS-I 和 LCLS-II 波荡器上使用铜直线加速器 32 – 34 运行。我们使用在不同射频 (RF) 桶中加速的两个电子束将 x 射线脉冲延迟范围扩展到 1 ps 以上。使用现有的 S 波段加速结构,工作频率为 2.856 GHz,可用的最小时间延迟为 ∼ 350 ps,对应于单个桶分离。延迟可以按整数桶数进行控制,也可以按 350 ps 的步长控制,最高可达数百纳秒。基于超导加速器技术的现有和计划中的高重复率 FEL 机器将产生重复率为 MHz 量级的光子束串,因此 XFEL 脉冲之间的最小距离比使用所提出的方案可实现的距离长得多。FERMI 展示了一种类似的技术,可以产生最大分离为 ∼ 2.5 ns 的双电子束。然而,激光过程仅限于极紫外波长。
