Η νέα τεχνολογία επιταχύνει την εξαιρετικά γρήγορη μέτρηση των παλμών

Τα διαγράμματα της πειραματικής ρύθμισης δείχνουν μια προσωρινή πύλη εξόδου ανεμιστήρα (TFO) που αντιπροσωπεύεται από το κίτρινο διακεκομμένο πλαίσιο, το οποίο περιλαμβάνει μια ψηφιακή συσκευή μικροκαθρέπτη. Η κατεύθυνση της διάδοσης των παλμών υπερταχείας της προετοιμασμένης εισαγωγής, που προέρχονται από το διακεκομμένο μπλε κουτί, φαίνεται με ροζ χρώμα. Οι σκούρες κόκκινες γραμμές αντιπροσωπεύουν το αντίστοιχο μπροστινό παλμό. πίστωση: Jiapeng Zhao

Όταν κοιτάμε ένα αντικείμενο με τα μάτια μας ή μια κάμερα, μπορούμε να συλλέξουμε αυτόματα αρκετά εικονοστοιχεία φωτός σε ορατά μήκη κύματος για να έχουμε μια σαφή εικόνα αυτού που βλέπουμε.


Ωστόσο, για να απεικονίσουμε ένα κβαντικό αντικείμενο ή φαινόμενο όπου ο φωτισμός είναι κακός ή εκπέμπει αόρατα υπέρυθρα ή πολύ υπέρυθρα, οι επιστήμονες χρειάζονται πολύ πιο ευαίσθητα όργανα. Για παράδειγμα, έχουν αναπτύξει απεικόνιση χωρικών τομέων ενός εικονοστοιχείου ως μέσο συλλογής όσο το δυνατόν περισσότερων φωτονίων, τοποθετώντας τα χωρικά σε έναν ανιχνευτή ενός εικονοστοιχείου και στη συνέχεια δημιουργώντας μια εικόνα χρησιμοποιώντας υπολογιστικούς αλγόριθμους.

Ομοίως, στον τομέα του χρόνου, όταν ένα άγνωστο σήμα υπερταχείας είναι ασθενές, ή στο υπέρυθρο ή πολύ υπέρυθρο, η ικανότητα απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου μειώνεται. Με βάση τη χωροχρονική επικάλυψη των παλμών φωτός, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ ανέπτυξαν μια τεχνική απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου χρονικού τομέα, που περιγράφεται στο Οπτικός, το οποίο λύνει αυτό το πρόβλημα, ανιχνεύει 5 σφυγμούς φωτός πολύ γρήγορου φωτός με προσωρινό μέγεθος δειγματοληψίας 16 φετοδευτερόλεπτα. Η χρονική αναλογία της απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου δείχνει παρόμοια πλεονεκτήματα με τα χωρικά αντίστοιχά της: καλή απόδοση μέτρησης, υψηλή ευαισθησία, στιβαρότητα έναντι χρονικών στρεβλώσεων και συμβατότητα σε πολλαπλά μήκη κύματος.

Κύριος συγγραφέας Jiapeng Zhao, Ph.D. Ένας φοιτητής οπτικών στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ, λέει ότι οι πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν ένα φασματοφωτόμετρο υψηλής ανάλυσης, το οποίο έχει αποδειχθεί ότι επιτυγχάνει ακρίβεια 97,5 τοις εκατό στην αναγνώριση δειγμάτων με συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία.

Η νέα τεχνολογία επιταχύνει την εξαιρετικά γρήγορη μέτρηση των παλμών

Σύγκριση απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου, αριστερά και απεικόνισης ενός πεδίου χρόνου (TSPI) στα δεξιά. Σε μια τυπική διαμόρφωση απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου, ο ανιχνευτής φωτοδιόδων περιέχει μόνο ένα εικονοστοιχείο και επομένως δεν παρέχει χωρική ανάλυση. Στο TPSI, η φωτοδίοδος, η οποία δεν διαθέτει το εύρος ζώνης για την επίλυση υπερ-γρήγορων σημάτων από μόνη της, λειτουργεί ως ανιχνευτής χρονικού τομέα “ενός εικονοστοιχείου” και χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με μια προγραμματιζόμενη χρονομετρημένη πύλη εξόδου ανεμιστήρα βασισμένη σε ψηφιακή μικρο- καθρέφτης. πίστωση: Jiapeng Zhao

Αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να συνδυαστεί με απεικόνιση ενός εικονοστοιχείου για να δημιουργηθεί ένα υπολογιστικό σύστημα υπερφασματικής απεικόνισης, λέει ο Zhao, ο οποίος εργάζεται στην ερευνητική ομάδα Rochester του Robert Boyd, καθηγητής οπτικής. Το σύστημα μπορεί να επιταχύνει την ανακάλυψη και ανάλυση αρχείων Εικόνες σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Αυτό θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για ιατρικές εφαρμογές, όπου η ανίχνευση αόρατου φωτός που εκπέμπεται από ανθρώπινους ιστούς σε διαφορετικά μήκη κύματος μπορεί να υποδεικνύει διαταραχές όπως η υπέρταση.

“Συνδυάζοντας τη μέθοδό μας με απεικόνιση ενός εικονοστοιχείου στον χωρικό τομέα, μπορούμε να πάρουμε μια υπερφασματική εικόνα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Αυτό είναι πολύ πιο γρήγορα από ό, τι είχαν κάνει οι άνθρωποι πριν”, λέει ο Zhao.


Ταξινόμηση αντικειμένων με ανιχνευτή ενός εικονοστοιχείου


περισσότερες πληροφορίες:
Jiapeng Zhao et al, Ultrafast compression pulse μετρήσεων μέσω χρόνου απεικόνισης ενός εικονοστοιχείου, Οπτικός (2021). DOI: 10.1364 / OPTICA.431455

το απόσπασμα: New Technology Accelerates Ultrafast Pulse Measurement (2021, Sep 24) Ανακτήθηκε στις 24 Σεπ 2021 από https://phys.org/news/2021-09-technique-ultrafast-pulses.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη αντιμετώπιση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Μεγάλη συνεργασία 2020 UK: Πώς να δείτε την ευθυγράμμιση του Δία και του Κρόνου

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *