纳米级和特定的光学相互作用在纳米级的相互作用是一个迅速提高科学意义和技术相关性的话题。纳米级光 - 物质相互作用对于在生物光收集系统中的光转化为化学能以及人工光伏设备中的光到电流转换至关重要。这些相互作用定义了金属纳米结构的相当惊人的线性,尤其是非线性光学特性,因此是理解和操纵纳米级在表面等离子体(SP)激发形式的纳米级定位的关键。这种光定位现象正在发现,从癌症治疗和水分分裂或光催化的根本性相关应用到一般而言,到单分子(Bio-)传感。在用超短,飞秒的光脉冲照明金属纳米结构时,很容易达到局部局部强度,这些强度很容易产生高谐波辐射或将这些颗粒中的电子驱动到这些颗粒中,从而产生femtosecond Electon Electon Electron Electrone Electigrightimah intrighighighighightightige intrighightightimah rections intrighightightige sirtighightigh。混合纳米结构,包括金属,半导体和/或分子聚集体,可以在超快开关中找到全新的应用,或设计具有前所未有敏感性的新的光子晶体管。钻石纳米颗粒中氮空位的电子自旋激发是精心敏感的磁性传感器,在将来的信息处理中作为量子位有趣。在聚合膜上沉积金属纳米结构时,SP激发可能会导致局部光聚合,这可用于探测光学接近纤维或研究纳米级的光化学。纳米级光学的所有这些和许多其他新兴应用都呼吁广泛概述这一引人入胜的领域中正在进行的研究。这是本期特刊的目的 - 物质互动,以提供字段的概述。为此,我们在此领域收集了一系列25篇文章。本期特刊始于C Bauer和H Giessen [1]的有关上等离子晶体的线性光学特性的教程,并包括三篇评论论文和21篇原始文章。该教程之后是一篇有关基于等离子的光聚合及其在近距离传感和光化学中的应用的评论文章[2]。giugni等[3]对“绝热纳米焦焦”的基础和应用进行了有趣的综述,即,将sp polartons转化为纳米含量的sp,例如锥形金属taper虫。Peruch等人[4]的第三次审查仍在印刷中,讨论了基于金属纳米棒阵列的超快全光开关的光学特性。
过去几十年来,微电子行业一直在推动小型化理念的深入人心。更小的设备意味着更快的运行速度、更便携和更紧凑的系统。这种小型化趋势具有感染力,纳米技术和薄膜加工的进步已经蔓延到广泛的技术领域。这些技术进步对一些领域产生了重大影响,包括二极管激光器、光伏电池、热电材料和微机电系统 (MEMS)。这些设备的设计改进主要来自实验和宏观测量,例如整体设备性能。这些设备和材料的微观特性的大多数研究都集中在电气和/或微观结构特性上。目前,许多热问题在很大程度上被忽视,限制了现代设备的性能。因此,这些材料和设备的热性能对于高科技系统的持续发展至关重要。人们对薄膜能量传输机制的了解需求催生了一个新的研究领域,即微尺度传热。微尺度传热只是在必须考虑单个载体或连续模型失效时对热能传递的研究。传热的连续模型经典地是能量守恒定律与热传导的傅立叶定律的结合。类似地,当连续流体力学模型不足以解释某些现象时,就出现了“气体动力学”的研究。微尺度传热领域具有一些惊人的相似之处。相似之处之一是方法论。通常,第一次建模尝试是修改连续模型,以便将微尺度因素考虑在内。更常见且稍微困难的方法是应用玻尔兹曼传输方程。最后,当这两种方法都失败时,通常采用计算详尽的分子动力学方法。下面将更详细地讨论这三种方法和具体应用。图 18.1 演示了电子(金属薄膜中的主要热载体)散射的四种不同机制。所有这些散射机制对于微尺度传热的研究都很重要。块体金属中电子的平均自由程通常在 10 到 30 纳米的数量级上,其中电子晶格散射占主导地位。然而,当薄膜厚度与平均自由程数量级相同时,边界散射就变得很重要。这被称为尺寸效应,因为薄膜的物理尺寸会影响传输特性。薄膜可以使用多种方法并在各种条件下制造。这可能会对薄膜的微观结构产生严重影响,进而影响缺陷和晶界散射。最后,当被超短脉冲加热时,电子系统会变得非常热,以至于电子-电子散射会变得非常明显。因此,微尺度传热需要考虑微观能量载体和各种可能的散射机制。
I.引言激光器是一种使用光学放大的设备,该设备基于电磁辐射的刺激发射来发光。最初旨在通过刺激的辐射发射来代替光放大,名称为“ Laser”是一种词典。[1] [2] Hughes Research Laboratories的Theodore Maiman于1960年根据Charles H. Townes和Arthur Leonard Schawlow的理论研究建造了第一个激光。[3]一致的光被激光发出,使它们与其他光源区分开。通过空间连贯性使激光切割和光刻等应用成为可能,这使激光器可以聚焦到小区域。此外,它可以实现准直,从而使激光束在长距离上保持狭窄,并且在LIDAR(光检测和射程)和激光指针应用中很有用。由于激光的出色时间连贯性,可以通过激光发射高度狭窄的频谱。作为一种替代性,可以利用时间连贯性来创建具有广泛光谱的飞秒持续时间的超短光脉冲。激光器在切割和焊接材料,激光盘驱动器,激光打印机,条形码扫描仪,DNA测序仪器,光纤和自由空间光学通信,半导体芯片制造(光刻术(光刻),激光手术和皮肤处理以及切割和焊接供应中。它们也用于激光照明显示器,用于娱乐目的,在军事和执法设备中用于标记目标以及测量速度和范围。一些汽车前大灯已经使用了此类设备。[17]为了将荧光作为白光源激发,还使用了在蓝色至近紫外线范围内运行的半导体激光器,以代替发光二极管(LED)。这允许由于激光的辐射更大,并消除了LED经历的下垂,因此允许发射较小的区域。[4] [5] [6] [7]术语“通过刺激辐射的发射微波放大”(Maser)是指第一个通过刺激发射使用扩增的设备,并且它在微波频率上起作用。[8]最初称为光学masers,这些相同的光学设备后来被缩写为激光,在“光”一词被用缩写为“ Microwave”一词。[9]如今,所有这些设备(例如红外,紫外线,X射线和伽马射线激光器)的运行频率高于微波(约300 GHz及以后),称为激光器,而在Microwave或下无线电频率下运行的频率则称为激光器。[10] [11]在现场,lase是一种反向形成动词,意味着发出连贯的光,尤其是指引用激光的增益培养基时。[12]据说激光在运行时正在激光。[13]自然存在的相干排放也被称为masers或激光器,如原子激光和天体物理玛莎中。[14] [15]尽管该术语建议,但单独生成灯的激光实际上是光学振荡器,而不是光学放大器。[16]一个有趣的观察结果是,将这种现象称为“通过刺激放射的光放大”作为激光缩写为“光放大”。[15]由于原始的首字母缩写作为通用名词的广泛用法,现在也称为激光放大器。
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