Эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света разной интенсивности, впервые описан учеными ЛЭТИ. Он открывает большие возможности по созданию быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.
Современные электронные вычислительные машины подходят к пределу своих возможностей по соотношению производительности к энергозатратам. Поэтому научные группы по всему миру разрабатывают логические интегральные схемы на альтернативных принципах, которые будут более компактными, энергоэффективными и быстродействующими. Один из видов таких схем — фотонная интегральная схема, в которой передача, хранение и обработка информации производится с помощью света.
«Мы впервые показали, что в миниатюрных кремниевых кольцевых микрорезонаторах (диаметр около 0,2 миллиметра), существуют стабильные нелинейные эффекты, которые позволяют записывать данные с помощью оптических импульсов. Это стало возможно благодаря существующему в данной структуре эффекту бистабильности», – поясняет доцент кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрей Никитин.
Кремниевые кольцевые микрорезонаторы выполнены по широко распространенной технологии изготовления компонентов для полупроводниковых приборов – кремний на изоляторе. Для переключения выходного состояния используются оптические импульсы различной интенсивности: низкая кодирует «0», высокая – «1». Таким образом записывается информация.
Результаты экспериментов, изложенные в статье в научном журнале Optics Communications, показали, что система может находиться в таком состоянии до следующего информационного сигнала.
«Получается очень простой принцип работы, при этом без использования классической электроники. В дальнейшем, мы планируем использовать этот принцип для создания оптической ячейки памяти. Совокупность таких ячеек является основой для создания быстродействующих оптических запоминающих устройств. Понимание таких нелинейных эффектов – это важный шаг в направлении создания фотонных интегральных схем», – поясняет Андрей Никитин.
Проект находится в русле многолетних работ, проводимых на кафедре физической электроники и технологии по исследованию новых физических эффектов в твердом теле, имеющих большие перспективы для создания устройств хранения и обработки информации. В частности, в 2020 году ЛЭТИ получил мегагрант Правительства Российской Федерации на проведение разработок в области резервуарных вычислений на принципах магноники.
Источник: https://naked-science.ru/

Группа китайских ученых занимается тестированием термоядерного реактора Shenguang II, чтобы добиться управляемой реакции термоядерного синтеза. Для термоядерной реакции требуются изотопы водорода, которых много в окружающей среде. Но пока что ученым не удалось создать условия для слияния атомов водорода, ведь для этого нужно огромное количество энергии в очень небольшом пространстве.
Ранее американские ученые предложили использовать для этого лазеры, направленные на одну точку. Они использовали 200 мощных лазеров, которые сфокусировались на таблетке топлива из дейтерия и трития. По результатам выход энергии составил 70% от общего количества, затраченного на работу лазеров.
Такой же подход использовали китайские ученые. Они взяли лазер, мощность которого была ниже, а также использовали топливные сборки, похожие на маленькие конусы. Острые концы сборок были направлены друг на друга, поэтому облака водородной плазмы после контакта направлялись друг к другу. В результате возникала реакция термоядерного синтеза.
Китайские исследователи, которые работают на термоядерном реакторе Shenguang II, с лета 2020 года успели провести три успешных эксперимента. Разработчики отмечают, что их конструкция намного дешевле той, что предложили американцы.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

С помощью компьютерно-синтезированных голограмм — микроизображений на кварцевых пластинках — ученые проверяют качество изготовления зеркал больших телескопов и космической оптики. Для этого сами голограммы должны быть очень точными. Российские исследователи предложили способ контроля их качества с помощью особых «меток», которые записываются в поле голограммы по мере ее создания.
Предложенный метод позволяет существенно увеличить точность записи компьютерно-синтезированных голограмм, а также в перспективе поможет автоматизировать этот процесс.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Sensors.
Компьютерно-синтезированная голограмма — это оптическая пластинка, на которой лазерным лучом формируется изображение глубиной в десятые доли микрометра. Стекла с записанными на них голограммами широко используются для создания виртуальных экспонатов на выставках, объемного цветного телевидения, запоминающих устройств. Кроме того, с их помощью ученые проверяют качество различных оптических систем, например зеркал больших телескопов и космических аппаратов.
Для этого на кварцевой пластине формируются рассчитанные с помощью компьютерных программ микроструктуры — голограммы, — которые определенным образом преломляют лучи света, создавая требуемый волновой фронт. Его в дальнейшем используют как эталон для проверки поверхности линзы или зеркала. Волновой фронт, отражаясь от проверяемой поверхности, создает изображение, которое регистрируется и обрабатывается специальным прибором — интерферометром, — определяющим с нанометровой точностью отклонение хода лучей света от заданной формы. По результатам «сравнения» волнового фронта от кварцевой пластинки и от линзы ученые определяют расположение «дефектов», которые в дальнейшем дорабатывают с помощью полировки.
Но чтобы стать эталоном для такой работы, голограмма должна быть изготовлена очень точно — не иметь дефектов и ошибок в своей микроструктуре. Наиболее значительные ошибки возникают из-за отклонения лазерного луча, записывающего голограмму, от «идеального маршрута». Если луч отклоняется хотя бы на 5–10 нанометров (сопоставимо с размером вируса), готовая голограмма будет неточно преобразовывать свет.

Набор меток — дифракционных решеток, используемых для контроля ошибок изготовления голограмм.
Чтобы проверять качество записи голограмм, исследователи из Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск) предложили использовать специальные метки, которые записываются в структуру голограммы.
Они имеют вид микрорешеток, состоящих из точек в шахматном порядке, которые при прохождении света через них формируют сложную дифракционную картину — своеобразный «рисунок» из множества световых пучков. Эти микрорешетки, как и сама голограмма, создавались на поверхности кварцевого стекла с помощью лазерного излучения. Первую часть микрорешеток ученые записывали еще до самой голограммы, затем, по мере формирования изображения, которое может продолжаться до 10–12 часов, в строго определенных местах добавлялась вторая их часть.
После завершения записи, пропуская отдельно через каждую метку тонкий лазерный луч, исследователи анализировали распределение света в дифракционной картине. Если нанесенные на какой-либо метке микрорешетки оказывались смещенными друг относительно друга, эта картина нарушалась, и голограмму нельзя было считать точной. Если сдвига микрорешеток не было, то полученную пластинку можно было в дальнейшем использовать в качестве эталона для проверки оптики.
«Предложенный нами метод может определить погрешности в изображении масштабом до десяти нанометров, что позволяет гарантировать точность голограмм. Это очень важно, когда их применяют для проверки качества зеркал телескопов. Например, наш институт изготовил голограммы, которые использовались как эталоны при шлифовке поверхности самого большого в России зеркала — диаметром шесть метров — Большого телескопа азимутального (БТА). Также наша лаборатория создала голограммы для подобной проверки зеркал Космического телескопа имени Джеймса Уэбба. Перспективы предложенного в этой работе метода очень широкие, поскольку для многих задач требуется создание уникальных голограмм, к каждой из которых необходимо подобрать собственный «ключик» — метод изготовления и проверки характеристик», — рассказывает Руслан Шиманский, научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН.
Источник: https://scientificrussia.ru/

Над разработкой пистолета без пуль начали работать специалисты СССР и США еще в 1970-х годах. Между двумя державами в то время отношения были весьма непростыми. И если земные и воздушные границы были на замке, то космическое пространство оставалось незащищенным. Вот и решили космонавтов обеспечить оружием, которое можно было бы использовать в условиях невесомости для самообороны.
Создать отвечающее всем условиям оружие советским конструкторам во главе с профессором В.С. Сулаквелидзе удалось лишь в 1984 году. Именно тогда был продемонстрирован лазерный пистолет для защиты орбитальных станций. Конструкция оружия была весьма простой: по сути пистолет представлял собой лазер с мощной вспышкой. Вес лазерного пистолета был примерно таким же, как и у обычного оружия того же класса, калибр составлял 10 миллиметров, магазин вмещал 8 специальных капсул.
Каждый “патрон” был по сути пиротехнической лампой-вспышкой, каждая из которых была заполнена кислородом, солями металла и циркониевой фольгой. Специальная электрическая искра, для генерирования которой в конструкции пистолета была предусмотрена маленькая батарейка, за секунды создавала температуру порядка 5000 градусов Цельсия, которая затем преобразовывалась в лазерное излучение. В остальном лазерный пистолет работал, как обычный: использованная лампа-гильза выбрасывалась из оружия, а ее место занимал очередной патрон.
Смертельных ран оружие нанести не могло, но этого и не требовалось. Задача лазерного пистолета состояла в том, чтобы вывести из строя чувствительные элементы оптических приборов противника, в том числе и глаз. Луч лазерного пистолета мог поражать цель на расстоянии до 20 метров. Важным преимуществом в сравнении с обычным оружием в условиях невесомости было отсутствие у лазерного пистолета отдачи.
Серийное производство лазерного пистолета не было налажено, сегодня это уникальное оружие, разработанное советскими конструкторами, можно увидеть в Музее военной истории академии РВСН.
Источник: https://weekend.rambler.ru/

Исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета продемонстрировали неинвазивную технологию визуализации, способную идентифицировать участки глаза, затронутые диабетической ретинопатией — прогрессирующем поражением сетчатки диабетического происхождения.
Исследователи показали, что участки, повреждённые диабетической ретинопатией, могут быть определены при помощи изображений, полученных при многоцветной широкоугольной сканирующей лазерной офтальмоскопии (SLO).

Этот метод — новая альтернатива стандартно применяемой флюоресцеиновой ангиографии, которая требует ввода в глаз пациента специальной краски, подсвечивающей затронутые заболеванием участки. В отличие от этой технологии, SLO осуществляется неинвазивно, позволяя использовать одновременно несколько цветных лазеров для визуализации нескольких зон глаза. Было установлено, что для идентификации поражённых диабетической ретинопатией участков сетчатки лучше всего подходит синий лазерный свет.

Технология была испытана на пациентах с диабетической ретинопатией. Как выяснилось, синие световые волны с большей лёгкостью преодолевают слои сетчатки, позволяя выявить гипорефлективные участки, свидетельствующие о нарушениях и ишемии (сниженном притоке крови).
Источник: https://21mm.ru/

Физик Андрей Ярмола вместе с коллегами из США и Германии продемонстрировал датчик вращения на основе ядерных спинов азота-14. Об этом рассказывается в работе, опубликованной в журнале Science Advances.
В исследовании физиков говорится о центрах окраски в алмазе — точечных дефектах в прозрачных диэлектриках (кристаллах и стёклах), поглощающих оптическое излучение вне области собственного поглощения.
Центры окраски вакансий азота образованы примесями азота, которые находятся рядом с отсутствующим углеродом в алмазе. Датчик использует оптическую поляризацию и считывание ядер, а также протокол двухквантового радиочастотного импульса для отслеживания прецессии ядерных спинов у азота-14.
Напомним, что датчики вращения или гироскопы обычно используются для навигации, в том числе в автомобилях. В коммерческом плане сегодня активно применяют механические гироскопы и микроэлектромеханические системы, новые методы также включают гироскопы ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Эти датчики могут превзойти коммерческие устройства в течение следующего десятилетия из-за своей точности, надежности и миниатюризации.
Гироскопы с ядерным спином основаны на центрах окраски азот-вакансия (NV) в алмазе и являются аналогами устройств ЯМР на основе паров, способных работать в более широком диапазоне условий окружающей среды. Алмазный датчик может функционировать как мультисенсор, сообщающий о магнитном поле, температуре и деформации, одновременно выступая в качестве эталона частоты. Ярмола с коллегами показал, как алмазный ЯМР-гироскоп напрямую предоставляет информацию о ядерных спиновых состояниях, не требуя точного знания частот спиновых переходов, которые подвержены влиянию окружающей среды. В дальнейшем, благодаря улучшениям, команда ученых намерена создать такое устройство, которое можно будет практически применять для навигации.
В экспериментальной установке команда установила алмазный датчик, зеленый диодный лазер, фотодетектор, а также все оптические компоненты, на вращающейся платформе, регулируемой с помощью специализированной системы. Алмаз поддерживал монокристаллическую пластину толщиной 400 мкм с концентрацией вакансий азота 4 млн-1.
Ученые создавали смещенное магнитное поле с помощью двух самариево-кобальтовых кольцевых магнитов с температурной компенсацией, а также использовали асферическую конденсорную линзу, чтобы осветить алмаз диаметром 50 мкм зеленым лазерным светом мощностью 80 мВт для сбора флуоресценции азотных вакансий. Ученые спектрально отфильтровали флуоресценцию с помощью полосового фильтра и фокусировали его на один из каналов сбалансированного фотоприемника. Затем подавали радиочастотные импульсы для управления ядерным спином с помощью медной проволоки диаметром 160 мкм, помещенной на поверхность алмаза рядом с оптическим фокусом. Чтобы предотвратить окружающие шумы магнитного поля, команда разместила установку, включая алмаз и магниты, внутри магнитных экранов из низкоуглеродистой стали.
Источник: https://hightech.fm/

Массовый переход на удаленную работу в период пандемии подстегнул развитие двухмерной видеосвязи, но для более полного ощущения присутствия все еще не хватает голографической технологии. Специалисты из Германии рассказали о совершенно новом подходе к изготовлению динамических голографических дисплеев на основе переключаемых плазмонных наноантенн из проводящих металлических полимеров. Ключевой элемент разработки создает иллюзию реальности виртуального изображения.

Голограммы, создающие впечатляющие трехмерные изображения в статике хорошо известны, а вот динамические 3D-картинки с такой же плавностью обновления, как у современного видео, пока недоступны. Раньше ограничивающим фактором было разрешение экрана. Голографический изображения требуют 50 000 пикселей на дюйм, что в 100 раз больше, чем у лучших экранов смартфонов.
Как сообщает Phys.org, ученые из Университета Штутгарта смогли преодолеть этот барьер. Междисциплинарная команда физиков и химиков пришла к идее использовать переключаемые электричеством плазмонные наноантенны, изготовленные из проводящих полимеров.

Наноантенны, которые использовались для создания метаповерхностей, генерирующих статические голограммы, делали из золота или алюминия, и их нельзя было переключать, как обычные жидкие кристаллы. Команда немецких ученых подобрала в качестве альтернативы проводящие электричество полимеры.

До сих пор их в основном применяют в гибких дисплеях и фотоэлементах, но исследователи разработали процесс наноструктурирования металлических полимеров при помощи электронно-лучевой литографии и травления, получив на выходе плазмонные наноантенны. Их оптические свойства могут меняться от блестящего металла до прозрачного материала под действием напряжения в диапазоне от -1 до 1 вольт. Этот эффект работает даже при частоте в 30 Гц.

Хотя антенна размером всего 400 нм, она настолько же эффективна, как и более крупные жидкие кристаллы. Новая технология позволяет добиться требуемой для динамических голограмм плотности пикселей в 50 000 dpi.

Стартап Looking Glass Factory анонсировал этим летом запуск краудфандинговой кампании для производства второго поколения голографического дисплея Portrait с разрешением 4К UHD и 8К. Его размер 733х428х88 мм, масса 23,5 кг. Модель Gen2 8K стоит $17 500.


Источник: https://hightech.plus/

Ученые из университета Саутгемптона создали новый метод записи информации и смогли поместить 500 терабайт на поверхность площадью с CD-диск. Исследователи рассказали, что их новый способ позволяет записать информацию со скоростью в 1 000 000 вокселей или объемных пикселей в секунду. Это примерно 230 кб/сек. Для сравнения, 230 килобайт — более 100 страниц текста.
Ранее ученые уже пробовали использовать оптическое хранение данных для прозрачных материалов, но у них не получилось подобрать наиболее удобный способ для быстрой и плотной записи, поэтому технологию не применяли для реальных задач.
Авторы новой работы во время эксперимента использовали фемтосекундный лазер с высокой частотой повторения импульсов, чтобы сделать маленькие выпуклости с наноструктуой размером в 500 на 50 нанометров. Исследователи отмечают, что лазер не записывал информацию прямо на стекле. Наоборот, излучение лазера использовали, чтобы усилить ближнее поле, в этом случае наноструктура будет формироваться несколькими слабыми световыми импульсами. Такой подход помог авторам снизить риск повреждений, которые могли произойти из-за нагрева.
Во время эксперимента исследователи записали своим способом 5 гигабайт текстовых данных на диск из кварцевого стекла. Он по площади не отличался от компакт-диска. Каждый воксель содержал четыре бита информации, а каждые два вокселя соответствовали одному текстовому символу. В результате на пластинке размером с CD-диск удалось уместить 500 терабайт данных. Авторы отмечают, что они собираются совершенствовать свою систему и снизить время на запись такого объема информации до 60 дней.
Источник: https://hightech.fm/

Группа ученых из разных стран под руководством Университета Аризоны нашла на юге Мексики 478 небольших церемониальных комплексов.
Участки, идентифицированные в ходе нового исследования (всего 478), были найдены с помощью LIDAR, прочесывающего землю лазерами в процессе аэрофотосъемки. Этот метод позволяет обнаружить трехмерные археологические структуры, скрытые под растительностью, а также прочие особенности поверхности.
Данные LIDAR предоставили в Национальном институте статистики и географии Мексики. Они охватывали большую территорию площадью 85 000 кв. км.
Когда специалисты изучили набор данных, они обнаружили сотни церемониальных мест, разбросанных по мексиканским штатам Веракрус и Табаско, многие из которых ранее не были известны.
Находки ученых были тщательно описаны в новой статье, обнародованной в журнале Nature Human Behavior.
Источник: https://runews24.ru/

Исследование показало, что лазерная терапия может быть достойной заменой глазных капель при лечении пациентов, страдающих от глаукомы. Лазер снижает глазное давление и предотвращает развитие слепоты. Лечение лазером может быть более эффективным и доступным средством борьбы с глаукомой, чем глазные капли. Выводы исследователей, опубликованные в журнале Lancet Global Health, показали, что селективная лазерная трабекулопластика снижает глазное давление у значительного количества пациентов с глаукомой.
Наблюдения проводились в Танзании, а эффект лазера сравнивали с результатами лечения глазными каплями тимолол. Глаукома или состояние повышенного давления в глазном яблоке приводит к постепенной потере зрения. В некоторых регионах планеты эта болезнь особенно развита. К примеру, ею страдает каждый 25–й человек в возрасте от 40 лет и старше в странах Африки к югу от Сахары. Более половины жертв глаукомы не подозревают о наличии этой болезни и обращаются за профессиональной помощью в том случае, когда ситуация уже выходит из-под контроля. При лечении глазными каплями, как показали наблюдения, успех достигался в 31% случаев. Использование лазера позволило увеличить этот показатель в два раза — до 61%. Более того, лечение лазером стоит приблизительно столько же, сколько и терапия за счёт глазных капель. Это тоже имеет большое значение для небогатых стран и их жителей.
Источник: https://www.medikforum.ru/

Ученые получили с помощью 3D-принтера магнитный сплав из двух материалов, которые по своей природе не являются магнитными. Результаты исследования опубликовал Journal of Materials Processing Technology, кратко об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий.
«Из этих двух парамагнитных материалов мы получили градиентный сплав. Для этой цели мы использовали 3D-принтер InssTek MX-1000, который работает по принципу наплавки материала при помощи направленного энергетического воздействия, то есть подачи порошкообразного материала и его одновременного плавления при помощи лазера. У полученного материала наблюдались ферромагнитные свойства разной степени в зависимости от соотношения компонентов», — рассказал один из авторов работы, сотрудник Сколковского института науки и технологий Олег Дубинин.
Главное преимущество 3D-печати — возможность создавать объекты очень сложной формы, производить которые с помощью традиционных технологий литья, проката, штамповки или механической обработки либо слишком дорого, либо вовсе невозможно. 3D-печать ускоряет подготовку прототипа, что обеспечивает гибкость с точки зрения персонализации продукта и выбора количества экземпляров в партии. Еще одно преимущество 3D-печати — низкий уровень отходов.
Однако у 3D-печати есть ограничения: объект, как правило, изготавливается целиком из однородного материала или однородной смеси. Если бы состав менялся от одной части изделия к другой, можно было бы получить образец с постоянно меняющимися свойствами. Например, стержень из сплава двух металлов с переменным соотношением компонентов: в одной точке — 100% металла А, в другой — по 50% каждого металла, потом 100% металла Б и так далее.
Соответственно, и свойства такого материала могут градиентно изменяться, что делает его перспективным для изготовления роторов двигателей, полос для магнитных кодирующих устройств, трансформаторов. В новой работе ученые получили такой материал.
В роли исходных компонентов выступили алюминиевая бронза (медь, алюминий и железо) и аустенитная нержавеющая сталь (железо, хром и никель и др.). Оба сплава парамагнитные, то есть они не притягиваются к магниту. Однако, если их смешать, то получится так называемый «мягкомагнитный материал» – ферромагнетик, который притягивается к постоянным магнитам.
Источник: https://nauka.tass.ru/

 

Страница 1 из 5

© 2018 Лазерная ассоциация

Tout sur Kamagra ici https://www.kamelef.com/kamagra-ou-viagra.html.

Поиск