Лазер расшифровка: ЛАЗЕР – это… Что такое ЛАЗЕР?

Содержание

ЛАЗЕР – это… Что такое ЛАЗЕР?

ЛАЗЕР (аббревиатура слов английской фразы: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation – усиление света искусственным излучением), оптический МАЗЕР, источник интенсивного, когерентного, с одинаковыми длинами волн узкого луча света – УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО или ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Впервые был разработан Теодором Майманом в 1960 г. Источником излучения может быть твердое тело, жидкость или газ. Большое количество атомов возбуждается до более высокого энергетического состояния. Один ФОТОН радиации, испущенный возбужденным атомом, стимулирует эмиссию следующего фотона, с такой же частотой и направлением движения, а тот в свою очередь стимулирует эмиссию еще большего числа фотонов. Количество фотонов быстро возрастает и образуется узкий когерентный монохроматический лазерный луч, обладающий очень высокой энергией. Находит применение в медицине, научных исследованиях, технике, телекоммуникации, ГОЛОГРАФИИ и в других областях.



Обычное излучение света происходит, когда электрон, находящийся на высокоэнерге-Тической орбите переходит на нижнюю орбиту (А). Вынужденное излучение (В) вызывается фотоном, излученным другим атомом. В лазере (С) большинство атомов перехо дят в высокоэнергетическое состояние за счет накачки энергии. Некоторые атомы начинают самопроизвольно излучать фотоны,а зеркала, расположенные с обеих сторон, возвращают эти фотоны в рабочий объем, что приводит к вынужденному излучению других атомов, до тех пор, пока все атомы не перейдут в низкоэнергетическое состояние. Свет выходит из лазера через одно из зеркал. Обычный сеет (D) — это смесь различных частот, двигающихся в различных направлениях, в то время как ла зерный свет (Е) имеет единую частоту и движется в одном направлении, в фазе со всеми волнами Первый лазер (F) состоял из синтетического кристалла, вокруг которого располагались лампа-вспышка (для накачки энергии) и пара отражательных зеркал.

Научно-технический энциклопедический словарь.

лазер – это… Что такое лазер?

  • ЛАЗЕР — (оптический квантовый генератор), устройство, генерирующее когерентные эл. магн. волны за счёт вынужденного испускания или вынужденного рассеяния света активной средой, находящейся в оптич. резонаторе. Слово «Л.» аббревиатура слов англ. выражения …   Физическая энциклопедия

  • Лазер — в научной лаборатории. ЛАЗЕР (оптический квантовый генератор; аббревиатура от начальных букв английских слов Light Amplification by Stimulated Emission Radiation усиление света в результате вынужденного излучения), источник оптического… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЛАЗЕР — (оптический квантовый генератор; аббревиатура от начальных букв английских слов Light Amplification by Stimulated Emission Radiation усиление света в результате вынужденного излучения), источник оптического когерентного излучения,… …   Современная энциклопедия

  • ЛАЗЕР — (аббревиатура слов английской фразы: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation усиление света искусственным излучением), оптический МАЗЕР, источник интенсивного, когерентного, с одинаковыми длинами волн узкого луча света… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ЛАЗЕР — [англ. laser, сокр. Словарь иностранных слов русского языка

  • ЛАЗЕР — (оптический квантовый генератор) (аббревиатура слов английской фразы: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation усиление света в результате вынужденного излучения) источник оптического когерентного излучения, характеризующегося… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЛАЗЕР — [зэ ], а, муж. (спец.). 1. Оптический квантовый генератор, устройство для получения мощных узконаправленных пучков света. Импульсный л. Л. непрерывного действия. 2. Пучок света, луч, получаемый при помощи такого генератора. Лечение лазером.… …   Толковый словарь Ожегова

  • лазер — сущ., кол во синонимов: 3 • луч (11) • нанолазер (1) • хемолазер (1) Словарь синонимов ASIS …   Словарь синонимов

  • Лазер — источник электромагнитных волн видимого, инфракрасного или ультрафиолетового диапазонов, основанный на принципе вынужденного (индуцированного) излучения квантовых систем атомов, молекул и др.

    В иностранных ВС применяется для локации, связи,… …   Морской словарь

  • лазер — – лазерный стенд развала. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • ЛАЗЕР — (англ. laser аббревиатура словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation усиление света с помощью вынужденного излучения) оптический квантовый генератор, источник оптического когерентного излучения, характеризующегося… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • Лазерная указка – разновидности, характеристики и помощь в выборе.

    Что такое лазер и кто его изобрел ?

    Мы настолько привыкли к слову лазер, что многие и не догадываются, что это на самом деле аббревиатура. Слово “лазер” или “laser” состоит из начальных букв на английском языке : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – в переводе на русский “усиление света с помощью стимулированного испускания излучения”.

    Историей доказано, что изобретателями лазера считаются два русский ученых Басов и Прохоров. Они в 1958 году смогли создать первый в мире лазер, за что получили нобелевскую премию в 1964 году. Еще одним из изобретателей считается американец Таунс, чьи проработки использовал Прохоров при создании лазера. Таунс также получил нобелевскую премию. Однако американцы смогли первыми наладить серийный выпуск,в основе которого был рубин. Фирма которая начала серийное производство называлась Хьюз Эйркрафт. Хотя еще ранее, Альберт Эйнштейн в 1916 году предсказал саму теорию возможности индуцирования внешним электромагнитным полем излучения атомов, на которой и стали работать все лазеры в будущем.

    Основные виды лазерных указок.
    Красная лазерная указка – является начальной из семейства указок, так как имеет небольшую мощность. Начинается от 5 mw до 500 mw. Идеально подходит для презентаций, лекций и демонстраций в небольших помещениях. Дальность свечения от 30 метров до 3 км, в зависимости от мощности лазера. Если ваш ребенок просит купить лазерную указку, это станет отличным выбором, так как она является абсолютно  безопасной.

    Вот как пример : лазерная указка на 5 mw или лазер на 200 mw

    Зеленая лазерная указка – является второй по мощности в семействе лазеров. Мощность начинается от 100mw до 5000mw. Основным предназначением служит – строительство, походы в лес, лазерные шоу или демонстрация на открытых площадках. Дальность луча от 3 до 20 км, в зависимости от мощности лазера. Такой лазер следует покупать и использовать только под присмотром взрослых, так как является опасным для здоровья, особенно при попадании лазера в глаза.

    Пример зеленых лазерных указок : зеленая лазерная указка на 500 mw или мощная лазерная указка на 5000 mw

    Синяя лазерная указка – является самой мощной в семействе лазеров. Мощность лазера 10000mw. Трудно назвать предназначение этого лазера, так как его луч очень мощный и способен прожигать пластик, ткани, выжигать дерево. Дальность луча до 30 км. Такой лазер следует использовать только лицам старше 18 лет, способен оставить ожог или нанести вред вашему здоровью. Следует использовать только с специальными очками.

    Пример синих лазерных указок : синяя лазерная указка на 10000 mw

    Есть много других цветов лазера : такие как фиолетовые, оранжевые или розовые. Такие лазеры не получили массового применения в повседневной жизни, поэтому мы не стали подробно их описывать. Вот пожалуй и все что мы смогли вам рассказать о лазерах. Если вы хотите дополнить наш рассказ, оставьте ваш комментарий внизу.

    Полный ассортимент представлен на нашем сайте в разделе лазерных указок.

    23 реинкарнации лазера, которые нас окружают в повседневной жизни / Хабр

    Под катом — научно-популярная лекция о современном применении лазеров и принципах работы лазерных устройств, тех самых, которые помогают победить рак и идентифицировать коронавирус, определять строение тканей, передавать данные и строить города, сводить татуировки и делать мышей счастливыми.

    Ну и, надеюсь, вы уже видели самую большую в мире лазерную установку длиной 130 метров, установленную в Сарове в ВНИИЭФ. Она предназначена в том числе для изучения термоядерного(!) синтеза.

    Эта статья — расшифровка лекции Дмитрия Артемьева, старшего преподавателя кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета и м.н.с. научно-исследовательской лаборатории «Фотоника». Дмитрий прочитал эту лекцию в нашей самарской Точке кипения прямо перед введением режима всеобщей самоизоляции.

    Что такое свет

    Для полноты картины начнем с азов. Из курса физики известно, что свет — это электромагнитная волна или поток фотонов. Поскольку одна из характеристик электромагнитных волн — длина волны, под светом (излучением) мы будем подразумевать электромагнитную волну длиной от 1 нанометра до нескольких сантиметров. Таким образом, наше определение покрывает диапазон от рентгеновского до инфракрасного излучения.

    Видимый для нашего глаза диапазон занимает очень маленький интервал, порядка 300 нанометров.

    Если говорить про диковинные диапазоны, такие, как рентгеновские, то, например, в прошлом году создание лазера на свободных электронах, который работает в рентгеновском диапазоне, стало одной из главных тем и было номинировано на Нобелевскую премию по физике. Интересно, что победитель в этой номинации тоже был связан с лазерной техникой: премию присудили за создание сверхкоротких и сверхмощных импульсов. Кстати, часть исследований проводили в России, в Нижегородском институте общей физики.

    Чем лазер отличается от обычной лампочки

    На картинке — сравнение основных характеристик. Особо отметим, что максимальная мощность лазера многократно выше мощности источников, которые применяются в лампах. Но не каждому лазеру это нужно: часто для применения достаточно долей ватта, милливатта или микроватта, чтобы получить просто какое-то определенное излучение.

    Вспомним, что ширина видимого диапазона излучения — порядка 400 нанометров. Примерно такой же по ширине спектр имеет лампа накаливания, поэтому при перемешивании цветов мы видим белый свет. В свою очередь, ширина диапазона лазера может составлять 0,1 нанометра. Это уникальное свойство лазера используется при проведении некоторых спектральных исследований и точных прецизионных измерений.

    Если посветить лазерной указкой из одной стороны комнаты в другую, мы увидим на противоположной стене лишь небольшое пятно, демонстрирующее узкую направленность излучения и малую расходимость пучка лазера. А у лампы дневного света или накаливания излучение практически изотропно, т.е. направлено во все стороны.

    У естественного света отсутствует определенная направленность вектора электрического поля, это означает, что свет не поляризован. То есть у света обычной лампочки вектор E (напряженность) направлен в различные стороны. В случае лазерного излучения вектор E имеет определенное направление, колебания происходят в одной плоскости. Такая поляризация тоже делает лазерное излучение в какой-то степени уникальным.

    Физика процесса

    Лазер изобрели в конце 50-х прошлого столетия. В 1964 году за открытие лазерного излучения американец Чарльз Таунс и советские ученые Александр Михайлович Прохоров и Николай Геннадьевич Басов получили Нобелевскую премию. Причем Прохоров и Басов открыли не лазер, не усиление света, а усиление излучения микроволнового диапазона, так называемый мазер.

    Лазер — аббревиатура из пяти латинских букв: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation. В переводе с английского это означает «усиление света под действием вынужденного излучения». Ниже представлены три диаграммы. Сначала, чтобы произошло излучение, необходимо, чтобы электрон или частица перешли в возбужденное состояние. Для этого частица должна получить энергию. После этого она перейдет на более высокий энергетический уровень.

    Дальше возможны два сценария. Если частица случайным образом перейдет на более низкие энергетические уровни, то мы получим спонтанное излучение. Однако если на частицу, находящуюся на верхнем энергетическом уровне, воздействовать определенным фотоном, то есть направить на нее свет определенной длины волны, то произойдет уже вынужденное излучение. И фотон, рожденный в результате такого внешнего воздействия, будет тождествен тому фотону, с которым он провзаимодействовал. Так получается когерентное излучение, при котором волны равны друг другу.

    Как устроен лазер

    Перед вами — схема первого лазера. Это классический рубиновый лазер, созданный в 1960 году американским ученым Теодором Мейманом. Для работы прибора нужна активная среда, в данном случае — кристалл рубина, и два зеркала. Одно зеркало — глухое, с коэффициентом отражения, близким к единице. Второе — полупрозрачное, в зависимости от типа лазеров коэффициент отражения у него может отличаться как на доли процента, так и на десятки процентов относительно глухого зеркала.

    В качестве оптической накачки для твердотельных лазеров, как правило, используется другое оптическое излучение. В первом лазере на кристалле рубина применялись лампы белого света, которые содержали синий и зеленый спектры — именно их кристалл рубина поглощает лучше всего.

    Итак, классическая схема лазера: это активное вещество (рубин), резонатор (два зеркала) и система накачки. В других схемах накачка может происходить не только от оптического излучения, но и, например, при помощи электрического разряда (в газовых лазерах). Но в первую очередь лазеры отличаются по типу активной среды: твердотельные лазеры, газовые лазеры, лазеры на парах металлов. Выше мы упоминали лазер на свободных электронах, сейчас он активно разрабатывается и модернизируется. Также сейчас популярны диодные (полупроводниковые) лазеры и волоконные, где в качестве активной среды используется оптическое волокно.

    Где применяется лазерное излучение

    Лазерное излучение можно использовать в медицине, промышленности, связи, военном деле и науке. На картинке ниже — примеры медицинских инструментов. Так, сейчас очень популярны лазерные скальпели для коррекции зрения. Они помогают скорректировать геометрию хрусталика, чтобы избавить от близорукости или дальнозоркости, исправить астигматизм и так далее. Лазер идеален для операций на глазе не только из-за очень маленьких размеров пучка — важно и то, что время воздействия таким скальпелем можно сократить до фемтосекунд. Различные типы излучений используются для косметических операций. А в стоматологии ультрафиолетовое излучение применяют для затвердевания зубного клея, который очень хорошо его поглощает.

    В промышленности с помощью лазеров производится точнейшая обработка стали: гравировка, вырезание отверстий с очень тонкой и чистой кромкой. Свойства лазерного излучения используют для закаливания некоторых металлов. Чаще всего в современной промышленности применяется волоконный лазер.

    В строительной сфере лазеры применяют, чтобы определять расстояния или выстраивать геометрию. Сейчас лазерные уровни продаются во всех строительных магазинах, причем стоят недорого.

    Военные и охотники уже давно используют лазерные прицелы. При этом лазер редко используют для прямого нанесения ущерба: пока такие аппараты слишком громоздки. Например, в американских вооруженных силах проводился эксперимент, в ходе которого лазерная установка устанавливалась на самолете. Для чего понадобился целый самолет? Несмотря на небольшой по размерам излучатель, система накачки потребляла огромное количество электроэнергии, а активная среда сильно нагревалась. Так что почти все пространство самолета занимали системы питания и охлаждения лазера.

    В нашей стране также разрабатываются подобные системы. Пару лет назад у нас было анонсировано лазерное оружие «Пересвет». Пока о нем известно только то, что оно размещается на мобильной платформе, на грузовике. В остальном, увы, — гостайна.
    Отдельно надо сказать про использование лазеров в научных исследованиях. Например, ученые в Сарове используют лазер в процессе термоядерного синтеза: для облучения мишени излучение высокой мощности фокусируется в пятне минимальных размеров.

    Такие лазеры могут занимать большие пространства: для термоядерной реакции нужен серьезный источник излучения, размеры которого могут достигать сотен метров.


    Лазерная установка УФЛ-2М в Сарове

    Наряду с такими гигантами, сравнимыми по габаритам с футбольными стадионами, в последнее время набирают популярность миниатюрные лазеры на так называемых наноструктурах.
    Лазеры активно используются в системах связи, в том числе спутниковых. Одно из самых полезных для связистов свойств — распространение излучения в оптическом волокне: оптоволоконные системы позволяют передавать до сотен гигабайт в секунду на огромные расстояния.

    Как устроено оптоволокно

    Принцип работы оптического волокна основан на эффекте полного внутреннего отражения. Посмотрите на картинку ниже: у нас есть струя воды, и если на вход подать излучение, то при изгибе струи оно не выходит наружу, а распространяется внутри.

    Именно так и распространяется излучение по среде с более высоким показателем преломления относительно его оболочки. Этот принцип позволяет передавать данные на десятки, сотни и тысячи километров с минимальными потерями.

    В качестве источника оптического излучения используются либо светодиоды, либо лазерные диоды. У лазерного диода более высокие характеристики, но и стоит он дороже.

    В телекоммуникационной технике, как правило, применяют полупроводниковые лазеры с длиной волны 1,3 или 1,55 микрометра. Эти длины волн не попадает в полосу поглощения различных гидроксильных групп, которые есть в составе волокна. Таким образом, сигнал не поглощается и не затухает на протяжении многих километров.

    В качестве детекторов можно использовать фотодиоды, PIN-диод и лавинный фотодиод. Они отличаются по чувствительности. Если нужно зарегистрировать очень слабый сигнал, берут лавинный фотодиод. Если сигнал на десятки–сотни ватт, то можно применить любые другие типы фотодиодов.

    Лазерное излучение и биологические объекты

    При падении лазерного пучка на биоткань может произойти поглощение этого излучения, а также пропускание, рассеяние или флуоресценция. Еще один из возможных вариантов — абляция, сгорание верхних слоев ткани. При этом внутренние слои не повреждаются.

    При поглощении имеет место коагуляция различных частиц, то есть их слипание. Этот эффект применяется при использовании лазера в хирургии — в качестве лазерного скальпеля. В отличие от механического скальпеля, разрез сосуда или ткани происходит практически бескровно. К тому же лазерный луч может быть значительно тоньше, чем острие металлического скальпеля.

    На графике ниже — элементы, которые могут находиться в сосудах, в крови, в тканях кожи. Как мы знаем, человек более чем на 70% состоит из воды. Вода также присутствует в каждой биологической ткани. Есть меланин, который окрашивает нашу ткань. Если мы загорели летом, то меланина в тканях кожи становится существенно больше. А имеющийся у всех нас гемоглобин может быть в двух состояниях — насыщенный кислородом (оксигемоглобин) и без кислорода (дезоксигемоглобин).

    График показывает, насколько активно различные элементы поглощают излучение с разными длинами волн. Таким образом, при использовании лазера с определенной длиной волны мы можем добиться селективного поглощения.

    Или, к примеру, возьмем два источника излучения с разными длинами волн: один попадает в максимум поглощения, другой — в минимум. При дифференциальном контрасте можно получить концентрацию определенных веществ. Мы видим, что максимумы спектров окси- и дезоксигемоглобина разнесены между собой. Таким образом мы можем определить концентрацию, например, оксигемоглобина.

    Это очень важно при проведении хирургических операций. Сейчас в любом хирургическом отделении стоит прибор, который отслеживает насыщенность крови кислородом. Этот датчик позволяет в режиме реального времени определять, что происходит с тканью пациента в нужном месте.

    Диагностика, визуализация, лечение рака…

    В некоторых диагностических системах используют несколько лазеров с разными длинами волн. Они помогают проводить исследования по различным клеточным структурам: как они себя ведут, какую дают реакцию на препараты.

    Выше упоминалось, что лазер может счищать верхние слои кожи. Это используется, в частности, для удаления татуировок. Косметологические салоны сводят «наколки» твердотельным лазером с длиной волны 1064 нанометра.

    Еще одно распространенное применение лазеров — фотодинамическая терапия, которая часто применяется при лечении онкологических заболеваний. Вначале в ткань человека вводится фотосенсибилизатор — вещество, которое накапливается в агрессивных раковых клетках. После этого на опухоль — она, как правило, окружена здоровой тканью — воздействует лазер с длиной волны, попадающей в максимум поглощения данного фотосенсибилизатора. В результате излучение поглощается только раковыми клетками. Таким образом, мы выжигаем раковую опухоль, не задевая здоровую ткань.

    Лазер применяется в медицине для визуализации. Например, в оптической томографии он служит источником света (см. схему). В качестве источника света также можно использовать суперлюминесцентный диод: он также излучает за счет вынужденного рассеивания, но не имеет такой степени когерентности.

    Источник света направлен на светоделитель. Часть излучения отражается на зеркало, а другая направляется на объект, отражаясь от которого обе волны могут взаимодействовать между собой. Если две когерентные длины волны взаимодействуют между собой, происходит интерференция. И на детекторе мы регистрируем набор интерференционных полос, после обработки которых можно получить картинку среза ткани.

    Оптический когерентный томограф, принцип действия которого показан на схеме, есть во всех крупных городах. Данная технология позволяет построить трехмерную картину объекта, в данном случае — глаза. И пространственное разрешение, где мы можем отделить один пиксель от другого, может составлять единицы микрон. Аналог данной технологии — ультразвуковое исследование. Только для УЗИ используется не оптическое излучение, а ультразвуковая волна. У ультразвука глубина проникновения выше, чего не скажешь о точности: пространственное разрешение измеряется в миллиметрах, а не в микронах.

    Почему нужно комбинировать методы

    В Самарском университете данный подход использовали для исследования тканей кожи и легкого с онкологическими образованиями. На фото слева — восстановленное 3D-изображение тканей легкого. А справа — фотография участка, с которого происходила регистрация сигнала.

    На картинке слева заметно различие структур между собой. Черное — это воздух, оттуда сигнал не приходил. Пористая структура, похожая на губку, — это здоровая ткань легкого. При переходе вправо можно наблюдать, как возникают слои. Они более плотные и имеют определенную структуру, которая характерна для онкологических новообразований в тканях легкого. Это пример плоскоклеточного рака, удаленного в результате операции в Самарском онкологическом центре.

    Такой же подход применялся для исследования тканей кожи. С его помощью легко определить базально-клеточную карциному, однако другие типы рака часто бывают похожи между собой, и диагностировать конкретный тип заболевания становится невозможно. Поэтому оптические методы исследования необходимо дополнять спектральными.

    На следующей иллюстрации представлена диаграмма комбинационного (неупругого) рассеяния света, так называемое рамановское рассеяние. Здесь мы снова наблюдаем энергетические уровни, с которыми познакомились при рассмотрении вынужденного рассеяния.

    На картинке показано, как лазерное излучение возбуждает колебания в молекуле. При этом 99,999% этого излучения не изменяет длины волны. Но некоторая часть излучения после взаимодействия с молекулой может измениться. Эта доля изменения энергии соответствует колебанию связей, на которые было направлено лазерное излучение.

    В результате комбинационного рассеяния света мы получаем набор полос, положение которых привязано к конкретному колебанию нашего объекта. С помощью этих данных мы можем определить, какие колебания у нас есть. В свою очередь, по интенсивности колебаний определяется количественный состав этих компонент.

    На фото — момент исследования в Самарском онкологическом центре. Так происходит визуализация образца ткани при помощи дерматоскопа, разработанного там же.

    На следующем слайде — характерные графики спектров комбинационного рассеяния для кожи и новообразований. В определенных полосах спектра интенсивность может увеличиваться либо уменьшаться. Так, в полосе №2 интенсивность для злокачественной меланомы увеличивается на 100%. И за увеличение этой интенсивности отвечает изменение компонентного состава в этой области. В частности, если речь идет о биохимических изменениях в ткани, то меняется соотношение ДНК и РНК в клетке. Также может меняться соотношение белков и липидов в ткани.

    Подобное исследование проводилось и для тканей легкого. Мы видим, что можно отличить злокачественные образования от доброкачественных. Также для анализа данных могут применяться различные математические подходы — например, регрессионные модели, которые позволяют быстро находить спектральные отличия в большом массиве данных.

    Итак, исследование биологического объекта при помощи лазеров и спектральной техники позволяет получить огромный набор данных. Для их обработки приходится прибегать к математическим методам, которые, в свою очередь, надо реализовать на компьютере с использованием специального ПО.

    Подведем итоги

    Биофотоника дает широкие возможности для диагностики состояния тканей в режиме реального времени, позволяет осуществлять лазерную абляцию — очищение верхних слоев кожи. Лазерный скальпель широко применяется в хирургии. Также при облучении лазером в организме могут ускоряться какие-то процессы, например выработка кислорода в сосудах или каких-то тканях. Либо замедляться, если это необходимо.

    Все оптические технологии используются для неинвазивных исследований — без непосредственного контакта инструмента с тканью. Для более точного исследования в различных диапазонах можно использовать сразу несколько лазеров. Но это далеко не все возможности. Мы не упомянули такое интересное направление, как оптогенетика — воздействие лазерного или оптического излучения на когнитивные функции. Исследователи воздействуют на нейроны в определенных областях мозга, пытаясь улучшать настроение, стимулировать выработку гормонов и так далее. Пока такие опыты проводятся на животных. На фото — мышь, в череп которой вживлено оптическое волокно для соответствующих исследований.

    В связи с текущей пандемией стоит отметить, что упомянутая выше рамановская спектроскопия — технология, которая может использоваться для исследования вирусов. Здесь снова междисциплинарный подход: вирусы — частицы размером 20–200 нанометров, нужно их как-то уловить. Вирусы содержатся в крови, которая движется по некоему капилляру. Следовательно, в капилляр устанавливаются специальные наноловушки — наноструктуры, способные поймать и захватить частицы определенного размера. После захвата частиц проводим их облучение лазером и регистрацию рамановского рассеяния — вот теперь мы можем точно сказать, что это. Преимущество оптических технологий в данном случае в том, что вирусы обнаруживаются даже при минимальной их концентрации.

    ***

    На наш взгляд, мы перечислили большинство наиболее интересных областей применения лазеров. Хотя наверняка могли что-то забыть. Так что, если кто-то подкинет интересных фактов в комментариях, с удовольствием поплюсуем.

    цены на операцию ППЛК, консультация офтальмолога в клинике «Эксимер»

    Лазерная коагуляция сетчатки применяется при периферических и центральных дистрофиях сетчатки, сосудистых поражениях, при некоторых видах опухолей. Также лазерная коагуляция сетчатки предотвращает развитие дистрофий и препятствует отслоению сетчатки, эффективна как профилактика прогрессирования изменений на глазном дне.

    Данный вид лечения является единственным и безальтернативным при изменениях на сетчатке глаза, «решетчатой» дегенерации сетчатки, дистрофии («след улитки»), при сосудистых заболеваниях глаз, например, диабетические изменения на сетчатке, связанные с сахарным диабетом, тромбозе центральной вены сетчатки, ангиоматозе, возрастной макулодистрофии, сосудистой патологии вен (ДРП, тромбоз).

    Лазерная коагуляция сетчатки — амбулаторная процедура. В ходе лечения применяется местная капельная анестезия. Она легко переносится пациентами разного возраста и не оказывает нагрузку на сердце, сосуды и другие органы. Лазерная коагуляция сетчатки занимает около 15-20 минут. После небольшого отдыха и осмотра врача пациент возвращается домой, продолжая вести свой обычный образ жизни.

     

    Что нельзя делать после операции на сетчатку?

     

    Первые несколько дней после процедуры ППЛК офтальмологи рекомендуют ограничить сильные физические нагрузки, резкие наклоны, длительное пребывание на солнце.   

    Принцип лечения при помощи лазерной коагуляции основан на том, что лазерное воздействие ведет к резкому повышению температуры, что вызывает коагуляцию (свертывание) ткани. Благодаря этому операция проходит бескровно. Лазер обладает очень высокой точностью и используется для создания сращений между сетчаткой и сосудистой оболочкой глаза. В ходе проведения лазерной коагуляции на глаз пациента ставится специальная линза. Она позволяет излучению полностью проникнуть внутрь глаза. Хирург имеет возможность контролировать ход операции через микроскоп.

    Преимущества лазерной коагуляции

    • Укрепление сетчатки при помощи лазера позволяет избежать вскрытия глазного яблока и происходит бесконтактно, что исключает возможность инфицирования.
    • Благодаря особенностям лазерного лечения вмешательство проходит бескровно.
    • Такое лечение не требует общей анестезии, а значит, организм избегает лишнего стресса.
    • Лазерное лечение проходит в режиме «одного дня», восстановительного периода как такового нет.

    Периферическая профилактическая лазерная коагуляция сетчатки

    Периферическая профилактическая лазерная коагуляция сетчатки – это процедура укрепления периферической зоны сетчатки, направленная на профилактику возникновения отслоения сетчатки. Дистрофия сетчатки часто приводит к микроразрывам в этих зонах и появлению отслоения сетчатки, которая плохо поддается лечению и может привести к необратимой потере зрения. ППЛК позволяет предупредить отслоение сетчатки, таким образом сохранить зрение.

    В основе метода периферической профилактической лазерной коагуляции лежит обработка лазером истонченных участков сетчатки. При помощи излучения лазера выполняется так называемое «припаривание» сетчатки в слабых местах, и вокруг разрывов образуются спайки сетчатки с подлежащими тканями.

    Основной целью ППЛК является именно профилактика – снижение риска возникновения осложнений, а не улучшение зрения. Каким именно будет зрение после операции, во многом зависит от того, имеются ли сопутствующие заболевания глаз, влияющие на возможность хорошо видеть.

    ППЛК улучшает кровоснабжение, увеличивает скорость кровотока, улучшает питание пораженной области сетчатки, препятствует проникновению жидкости под сетчатку и, как следствие, ее отслаиванию.

    Данная процедура выполняется за 1 сеанс, без госпитализации и в режиме «одного дня», под местной капельной анестезией. В этот же день пациент возвращается домой, продолжая вести привычный для себя образ жизни.

    Показания для проведения ППЛК

    Как показывает статистика офтальмохирургов, перед проведением лазерной коррекции зрения около 60% пациентов нуждаются в укреплении сетчатки. Метод ППЛК применяется в медицине уже более 40 лет и в настоящее время офтальмологи не представляют, как можно обойтись без этого уникального способа.

    Периферическая дистрофия сетчатки – одна из основных причин отказа беременным женщинам в естественных родах и рекомендации кесарева сечения. При средней и высокой степенях близорукости сетчатка истончается и растягивается. В связи с этим увеличивается риск разрыва и отслоения сетчатки во время родов.

    Однако, сейчас эта проблема решается с помощью укрепления сетчатки до родов методом ППЛК. После проведения такой процедуры сетчатка укрепляется, предохраняется ее растяжение и отслоение. Вовремя выполненная процедура ППЛК дает женщинам с проблемной сетчаткой возможность самостоятельного радоразрешения. Врачи рекомендуют проведение периферической профилактической лазерной коагуляции до 35-й недели беременности.

    Лицензии клиники

    Актуальные вопросы

    Ë

    È

    Врач рекомендовал пройти исследование на ОСТ – зачем?

    Обследование сетчатки при помощи когерентного томографа, который разработан с максимальным учетом клинических потребностей и позволяет получать двух- и трехмерное изображение строения сетчатки и структур диска зрительного нерва, осуществляет контроль за состоянием макулы – области сетчатки, отвечающей за центральное зрение. Когерентный томограф делает возможным проведение ранней диагностики, когда еще нет никаких симптомов заболевания. Такой подход позволяет начать лечение на самом раннем сроке, что, в свою очередь, дает наилучший результат.

    Ë

    È

    Врач рекомендует укрепление сетчатки – зачем?

    Очень часто дистрофические изменения сетчатки сопровождают среднюю и высокую степени близорукости. Дело в том, что обычно в этом случае увеличивается размер глазного яблока, и сетчатка, выстилающая его заднюю поверхность, растягивается, что ведет к дистрофии. Современное лечение такого состояния, а также других видов дистрофий (многие воспалительные и сосудистые заболевания сетчатки ведут к дистрофиям) происходит при помощи аргонового лазера. Основная цель этого лечения – укрепление, а в случае отслойки сетчатки – послеоперационное ограничение разрыва сетчатки.

    Ë

    È

    Сколько времени должно пройти между процедурой ППЛК и лазерной коррекцией зрения по методике ЛАСИК, можно ли их выполнить за одну неделю?

    Между процедурой ППЛК (периферическая профилактическая лазерная коагуляция) и эксимер-лазерной коррекцией зрения по методике ЛАСИК должно пройти от 3 до 7 дней, если первоначально выполняется ППЛК и от 3 до 4 недель, если сначала выполняется ЛАСИК.

    Оценка статьи: 4.5/5 (165 оценок)

    Оцените статью

    Запись оценки…

    Спасибо за оценку

    Глава 29 : Устройство приемопередатчиков

    Глава 29 : Устройство приемопередатчиков

    « Предыдущая

     Открытие светодиодов и лазеров

    Для сверх скоростной передачи данных не остаточно одних лишь световодов с малым затуханием, необходимы еще и быстродействующие излучатели света. При этом эти излучатели должны быть компактными и потреблять не много электроэнергии.

    Сам принцип работы был разработан Олегом Владимировичем Лосевым в 1923 году. Ученый работал в Нижнем Новгороде в своей радиотехнической лаборатории, объектом исследований являлся кристадин. По ходу работы он увидел, что при прохождении тока по полупроводниковому детектору он начинает светиться. Самым большим свечением обладал карбид кремния. Изучая это явление методом шлифов и зондовой микроскопии, ученый пришел к выводу, что оно имеет фотоэлектродвижущую природу.

    Еще в те далекие годы изобретение было по достоинству оценено промышленниками. Действительно, источники света, которые не требовали вакуума, быстродейственные и с низким напряжением, были весьма ценны в разоренной гражданской войной стране. В это время само явление электролюминесценции называли “светом Лосева” (Losev light, Lossew Licht). В 1938 году Лосев получил степень кандидата физико-математических наук именно за исследования свечения.

    Укажем, что ученый всегда уделял особое внимание кремню и говорил, что его использование имеет большие перспективы. В самом начале 1941 года Лосев решил посвятить себя работе в несколько другом направлении – “Метод электролитных фотосопротивлений, фоточувствительность некоторых сплавов кремния”. К великому сожалению, нам не известны итоги его работы.

    В тех годах множество ученых занимались изысканиями в области полупроводников. К примеру, два ученых Я.И. Френкель и А.Ф. Иоффе разработали теорию выпрямления тока на контакте металл-полупроводник. Она была основана на явлении туннелирования. Я.И. Френкель ввел для широкого использования понятие “экситона” в полупроводниках. В 1939 году получила всенародную известность диффузионная теория выпрямляющего p-n-перехода Б.И. Давыдова. Данная теория легла в основу теории p-n-перехода В. Шокли.

    В 1951 году K. Lehovec и его помощники показали опытным путем,  что детектирование и электролюминесценция имеют единую природу.

    Вот таким образом появились и стали широко применяться светодиоды (Light Emitting Diodes). Безусловно, это изобретение было огромным шагом вперед в сравнении с нитью накаливания, но, тем не менее, они были пригодны не более чем световоды в виде стеклянных трубок. Следующий виток развития светодиодных технологий не заставил себя долго ждать, на этот раз на технологию обратили внимание радиофизики.

    В 1954 году в апреле месяце два ученых Таунс и Гордон представили на суд общественности  квантовый генератор – мазер, работа которого была основана на парах аммиака. В 1954 г. уже отечественными учеными Прохоровым и Басовым была опубликована статья, в которой они обосновали работу данного прибора теоретическим путем. За эти разработки все указанные ученые получили Нобелевскую премию.

    В мае 1956 года физик Роберт Дике применил данные разработки для оптической среды, и запатентовал результаты своей работы. Так появились первые лазеры. Само название “лазер” придумал Гордон Гулд аспирант Колумбийского университета. “Лазер” – это аббревиатура, и расшифровывается она как Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Основным отличием лазеров от прочих источников света является высокая степень когерентности излучения, направленность, низкий уровень шумов, концентрации энергии во времени и т.д.

    Следующим этапом стало применение данного принципа для почти всех видов сред. В 1960 году Теодор Мейман запустил твердотельный рубиновый лазер. В последующие годы был изобретен целый ряд различных лазеров: лазеры на двуокиси углерода, лазер на неодимовом стекле, химические лазеры, полупроводниковые лазерные диоды, лазеры на органических красителях.

     

    История создания полупроводникового лазера

    Началом развития отрасли полупроводниковой электроники можно считать 50-е года прошлого века. Уже в 60-х годах большую часть крупных военных заказов относились именно к этой отрасли. В октябре 1958 года на подводных лодках Советского Союза уже были установлены германиевые вентили. Их разработал, на тот момент младший научный сотрудник, Ж.И.Алфёров.

    Самым главным направлением развития науки того времени было исследование монокристаллических структур на основе германия, кремния, полупроводниковых соединений типа АIIIBV (элементов 3 и 5 групп таблицы Менделеева). В области p-n-переходов так же проводилась масса исследований  и опытов. Была повышена рабочая температура приборов за счет замены германия кремнием, были созданы высоковольтные диоды и тиристоры. Широко известные сегодня полупроводниковые лазеры, светодиоды и фотоэлементы появились в результате экспериментов с арсенидом галлия. С этого момента электровакуумные ламы стали считаться безнадежно устаревшими.

    Тем не менее, вопрос с мощным быстродействующим источником излучения оставался открытым. Свежеизобретенные лазеры на гомопереходах арсенида галлия не могли хорошо функционировать в условиях реальных условий при комнатной температуре. Связано это было с тем, что GaAs имели очень высокие пороговые и рабочие токи (примерно 50 000 А/см2). В результате операция осуществлялась с очень медленной скоростью.

    В 1963 году Жорес Алферов в своей кандидатской диссертации доказал, что p-n-переход в гомогенном по составу полупроводнике не дает нужного результата при работе в разном оборудовании. Он предложил заменить их гетероструктурами – это был настоящий прорыв и следующий шаг на пути возникновения оптоволоконных технологий. Уже тогда родилось предположение, что лазеры, основанные на такой технологии, позволят оборудованию работать на много эффективнее.

    Но и в данном случае, как это бывает часто, теоретические прогнозы сильно опередили реальное положение дел в области технической реализации. Мешало развитию этого направление и общественное мнение, которое отрицало возможность создания “идеального” гетероперехода. На этом поприще предпринималось множество попыток, но все они оканчивались одинаково неудачно. Это было связано с тем, что оба материала должны были иметь практически одинаковые тепловые, электрические, кристаллохимические свойства. Кроме того, они еще должны были иметь равные размеры ячеек кристаллических решёток.

    Для создания таких проводников предпринималась попытка формировать гетеропереход путём эпитаксиального выращивания. При таком вращении пленка одного монокристалла наращивалась на поверхности другого монокристалла послойно. Были определены два соединения, максимально подходящие для создания совершенного гетероперехода. Ими стали арсенид галлия (GaAs) и арсенид алюминия (AlAs), использование последнего было затруднено из-за того, что он мгновенно окислялся на воздухе.

    Алферов пытался создать двойную гетероструктуру GaP0,15As0,85-GaAs и она увенчалась успехом. Ее создали путем газофазной эпитаксии, и уже на ней был сформирован лазер. Тем не менее, температурой, при которой они могли работать, была температура жидкого азота. Такой температурный коридор объясняется несоответствием постоянных величин молекулярной решётки. Ученый сделал вывод, что избранный путь ошибочен, и он не приведет его к желаемой реализации потенциальных преимуществ.

    Решить возникшую проблему удалось чисто случайно. Дмитрий Третьяков, помощник Алферова, заметил, что арсенид алюминия совершенно стабилен в твердом растворе. В итоге, годом рождения классической гетеропары GaAs-AlGaAs принято считать 1967 год. Обратим внимание на тот факт, что примерно через месяц после открытия отечественных ученых, американской компанией IBM, независимо от советских ученых, была получена гетероструктура AlxGa1-xAs-GaAs.

    В 1968 году был запущен первый в мире гетеролазер. Этот лазер работал при комнатной температуре и являлся низкопороговым. Ж.И.Алфёров поделился со всем миром результатами своих исследований в августе 1969 года на Международной конференции по люминесценции. Его доклад произвел сильное впечатление на коллег.

    Схема первого полупроводникового гетеролазера.


    Затем началось самое настоящее соревнование между лабораториями корпораций Bell Telephone, IBM и RCA. Но и тут группа советских ученых опередила специалистов из Bell Telephone. Именно Ж.И.Алфёров с сотрудниками в 1970 году достигли непрерывного режима работы лазера при комнатной температуре. Новая технология позволяла уменьшить пороговые плотности тока до 500-1000 А/см2. Как следствие, на свет появились компактные лазеры, которые могли функционировать в бесперебойном режиме, они обладали высокой яркостью большой выходной мощностью. Мощность такого лазера могла быть промодулирована с частотой до сотен и тысяч мегагерц, не меняя, при этом, полупроводниковый элемент.

    Теперь к делу подключились технологи, инженеры и бизнесмены. Благодаря их изысканиям уже в 1975 году увидел свет первый коммерческий полупроводниковый лазер, который мог эффективно работать при комнатной температуре. В 1976 году уже работала первая оптическая линия, а срок службы такого оборудования доходил 10 лет. Еще через год этот срок вырос до 100 лет.

     

    Светодиоды (Light-Emitting Diode, LED)

    Для начала дадим определение термину “светодиод”. Светодиодом называют полупроводниковый прибор, излучающий кванты света при протекании через него прямого тока. По другому светодиод еще называют излучающим диодом.

    Если кратко, то принцип работы светодиода основан на излучательной рекомбинации носителей заряда в активной области гетерогенной структуры при пропускании через нее тока. Это значит, что носители заряда проникают в активный слой из прилегающих пассивных слоев благодаря подаче напряжения на р-n структуру. После этого электроны испытывают спонтанную рекомбинацию, которая сопровождается излучением света.

    Принцип действия светодиода


    Для нужд оптических линий связи используют инфракрасные светодиоды, принцип их работы основан на GaAs. Светодиоду характерна большая эффективность электролюминесценции, к тому же он прекрасно освоен технически. Если сравнить лазер и светодиод, то преимуществом второго будет большая спектральная ширина излучения. У лазеров она составляет 1-4 нм, а у диодов 20-50 нм. Чтобы скомпенсировать данный недостаток, цена на лазеры значительно ниже.

    Светодиоды, используемые в  оптоволоконных технологиях, принято делить на две группы: 1. светодиоды с излучающей гранью; 2. светодиоды с излучающей поверхностью. Другими словами поверхностные и торцевые.

    Виды светодиодов

     

    В светодиодах поверхностного типа чтобы вывести излучение в один направленный поток, в оболочке вытравливают специальное круглое отверстие. Полученная в итоге конструкция получила название “диод Барраса”. Существует еще ряд моделей поверхностных светодиодов, у которых выход излучения происходит через подложку. Подложка изготовляется из InP, а само соединение является четырехкомпонентным GaInAsP.

    В торцевых светодиодах излучение выводится так же, как и в “классических” лазерных диодах. Оптическое излучение направляется вдоль перехода, происходит это благодаря внутреннему отражению. Лазерную генерацию можно обойти путем ограничения активной области. Такое ограничение накладывает полосковая конструкция нижнего омического контакта.

    Сферой применения таких передатчиков являются мультимодовые низкоскоростные системы, транслирующие сигнал на маленькие расстояния. К недостаткам светодиодов относят: низкую скорость, малую мощность, большую ширину полосы спектра, сильную расходимость излучения. В этой связи лазерные диоды занимают лидирующие позиции в одномодовых сетях.

     

    Полупроводниковые лазеры (Laser Diode, LD)

    Между большими и полупроводниковыми лазерами существует множество отличий, основными из них являются:
     Зонная структура материала полупроводниковых лазеров диктует квантовые переходы в них
     Полупроводниковые лазеры не большого размера (примерно 0,1 мм в длину) в связи с этим и их активная область очень маленькая – примерно 1 мкм и меньше. В результате расхождение луча гораздо больше, чем у обычных больших лазеров.
     Основные характеристики полупроводникового лазера (пространственные и спектральные) находятся в сильной зависимости от свойств того материала, из которого изготовлен переход (структура запрещенной зоны и коэффициент преломления).
     Система, созданная на основе полупроводникового лазера, весьма эффективна, так как модуляция излучения происходит за счет модуляции тока. Происходит это из-за того, что лазерное излучение появляется от воздействия тока, проходящего через прямосмещенный диод.

    Режим индуцированного излучения можно получить только благодаря оптическому резонатору, который встроен в лазерный диод (LD). Этому режиму характерна высокая степень когерентности.

    Ниже на рисунке представлена энергетическая зонная диаграмма лазера в присутствии внешнего напряжения U:

    Энергетическая зонная диаграмма лазера


    Чтобы достичь нужный лазерный эффект, ток должен иметь строго определенные пороговые значения. Эти параметры позволяют спектральной полосе сузиться. Чтобы снизить температуру нагрева и уменьшить рабочие токи, уменьшают рабочий слой. Этот слой сокращается до 5-20 мкм и выглядит в виде полоски, которая идет от одной отражающей поверхности к другой. Отсюда лазеры, основанные на этом принципе, получили название “полосковые”. Рисунок вверху иллюстрирует каким образом это достигается (используется узкий металлический электрод). В связи с малой  ёмкостью переходов у устройств данной конструкции снижается до 100 мА пороговый ток и инерционность.

    Непрерывно работающий лазер способен давать мощность излучения в размере 0.1 Вт. Если нагрев будет ослаблен (импульсное возбуждение), то мощность сильно увеличится. Основными показателями инжекционных лазеров будут: инерционность = 1 – 10-9 c; КПД = 50%; напряжение питания не более 3В. При этом размер самого устройства составляет несколько миллиметров. Изменяя напряжение тока можно управлять модуляцией светового потока.

    Чаще всего в качестве оптического резонатора используют такие системы:

    1. Лазер с резонатором Фабри-Перо (FP лазер), Fabry-Perot laser (FP laser). В данном виде лазера используются два плоских зеркала, выполняющие функцию резонаторов. Он может работать в двух режимах излучения: одномодовом и многомодовом.

    Лазер с резонатором Фабри-Перо

     

    Его применяют только в системах связи, в которых скорость передачи данных не превышает 2,5 Гбит/с. Динамические свойства лазерных диодов, в данном случае, раскрываются благодаря зависимости спектральной характеристики от скорости передачи при непосредственной модуляции мощности излучения. Модуляция происходит путем изменения тока накачки. У данного вида лазера в одномодовой конструкции увеличение скорости передачи данных сопровождается изменением модового состава. Изменение модового состава представляет собой расширением спектра до 10 нм при модуляции с частотой порядка 1-2 Ггц.


    2.Лазер с распределенной обратной связью (РОС-резонатор), Distributed feedback laser (DFB laser). Рабочей считается длина волны 1550 нм. Может работать со стандартом CWDM с шагом 20 нм в диапазоне длин от 1310 до 1610 нм. Данный вид лазера возникает в связи с  периодической пространственной модуляцией параметров структуры, которые оказывают непосредственное влияние на условия распространения излучения.

    Лазер с распределенной обратной связью

     

    Данный вид лазера применяется в системах, со скоростью передачи данных от 2,5 Гбит/с, в отдельных случаях применим для систем со скоростью более 10 Гбит/с. Если модуляция происходит в диапазоне 0,25-2 Ггц, то сдвиг очень небольшой (примерно 0,2 нм), при этом прекрасно сохраняется подавление побочных мод. В этой связи, данный вид лазеров называют динамически одномодовыми.


    3.Инжекционный лазерный диод с отражательной брэгговской решеткой, (РБО-резонатор), Distributed Bragg Reflector. В целом этот вид можно охарактеризовать как разновидность лазера с распределенной обратной связью.

    Инжекционный лазерный диод с отражательной брэгговской решеткой

     

    Лазерные диоды с внешними резонаторами служат для минимизации ширины спектра. Ширина эта находится в пределах от 1 до 1500 кГц и зависит от типа резонатора.

    4.Лазеры с вертикальным объемным резонатором, (VCSEL лазер), Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL laser). Для данного лазера рабочей считается длина волны в 850 нм.

    Лазер с вертикальным объемным резонатором


    Эти лазеры обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с поперечными излучателями: во-первых – это экономия электроэнергии, во-вторых, технологический процесс их изготовления значительно проще, т.к. на одной подложке можно обрабатывать большое количество элементов. К тому же им характерна высокоскоростная модуляция, что дает возможность передавать сигнал со скоростью выше 1 Gbps.

    На сегодняшний день VCSEL производят из GaAs, а излучаемый ими свет находится в диапазоне от 750 до 1000 нм. Для передачи данных на длинные дистанции длины волн диапазона, в котором работает VCSEL, слишком коротки. В таких условиях данный вид лазеров используется только на мультимодовых кабелях, популярность которых в последние годы стремительно падает.

     

    Способы модуляции

    Полупроводниковым лазерам и светодиодам характерны два типа модуляции: внешняя и внутренняя (другими словами непосредственная модуляция).

    Принципом работы внутренней модуляции является непосредственное воздействие электрического сигнала на излучение источника. В итоге обеспечивается выходная мощность и форма сигнала. Данный способ применим для всех систем, использующих частоты до 1 ГГц. Если используемые частоту превышают указанный порог, то возникает ряд затруднений: выходная мощность находится на очень низком уровне, модуляция осуществляется на низкой скорости, наблюдаются значительные нелинейные эффекты.

    Для осуществления внешней модуляции применяется специальное модулирующее устройство. Это устройство оказывает непосредственное воздействие на непрерывно излучающий лазер. Такая технология применима для высокоскоростных передатчиков сигнала.

    Указанными устройствами выступают интерферометры Маха-Цендера (MZI) и электроабсорбционные интерферометры (EA). Принцип работы MZI следующий: к материалу прикладывается электрическое поле, после чего происходит изменение показателя преломления. Другими словами, возникает электрооптический эффект, при котором  уменьшение n повышает скорость распространения света, а увеличение – снижает ее.

    интерферометр Маха–Цендера

     

    Согласно данному рисунку в модуляторе в кристалле ниобата лития (LiNbO3) происходит разделение света под действием двух волноводов. Если технически необходимо послать единицу, то к ним обоим нужно приложить одинаковое напряжение. Если стоит задача послать ноль, то прилагаемое напряжение должно обеспечить смещение фаз на 180°, что подразумевает взаимное вычитание сигналов в выходном канале, который объединит оба луча.

    Оборудование, которое может функционировать на частотах 20 ГГц и выше, пользуется популярностью. Самыми известными производителями являются фирмы Ramar и Laser2000.

    Еще одним известным способом выступают EA-модуляторы. Данный способ основан на эффекте сдвига запрещенной зоны в полупроводнике. Сдвиг возникает под воздействием прикладываемого напряжения, в результате такого действия происходит поглощение генерируемого лазером излучения.

    EA-модуляторы производят из сложных полупроводников с большим количеством квантовых ям. В ямах происходит расщепление спектральных линий атома под действием внешнего электрического поля (эффект Штарка) или же эффект электроабсорбции. К числу достоинств этого модулятора относят высокое быстродействие (до 40 ГГц) и совместимость с лазерными диодами на фосфиде индия.

    Указанными видами модуляций ассортимент не ограничен, существует множество прочих способов управления световым потоком. В качестве примера можно указать на модулятор, основанный на эффекте Поккельса. Эффект проявляет себя при вращении плоскости поляризации входной световой волны, когда к ней приложено напряжение. Достичь поворота на 90 градусов можно, например, в кристалле ниобата лития и проч. (эти виды кристаллов называют “ячейкой Поккельса”). Для получения модулятора такой кристалл располагают между двумя поляризационными фильтрами.

    Модулируя амплитуду напряжения в ячейке Поккельса можно изменять интенсивность световой волны. При этом частота может превышать 10 ГГц, а глубина модуляции достигает 99,9%.

     

    Оптические усилители

    Функцией Optical amplifier (в переводе оптический усилитель) является усиление оптического сигнала и преобразование его обратно в оптический. Усиление сигнала происходит без перевода его в электрический.

    Основой работы полупроводниковых оптических усилителей является возбуждаемая эмиссия, которая появляется за счет взаимодействию фотонов входного возбуждающего излучения с электронами на возбужденном уровне в зоне проводимости.

    Энергия входного сигнала должна быть такой мощности, чтобы сбросить электроны с верхнего уровня на нижний, где электрон и дырка рекомбинируют, вызывая появление вторичных фотонов. Благодаря накачке (ввода тока в полупроводник) появляется инверсия.

    Основа принципа работы этой технологии такая же, как и в лазерных диодах Фабри-Перо. Это означает то, что на входе и выходе усилителя устанавливается пара параллельных полупрозрачных зеркал, сигнал многократно отражается и возникает усиленный оптический сигнал. Таким образом, произошло преобразование энергии накачки в энергию сигнала.

    Величина коэффициентов усиления равняется 22-25 дБ. Чтобы достигнуть максимума коэффициента усиления, нужно увеличить величину подаваемого тока в полупроводник. Он будет находится в интервале от 1520 до 1460 нм, при этом чем больше ток, тем короче будут волны.

    Устройства рассматриваемого типа применяются в следующих качествах:

    •  коммутаторов для разделения по длинам волн;
    •  усилителей. Так называемых «предусилителей» для создания детектированного оптического сигнала. Эти устройства применяют так же для компенсации распределенных потерь в линии, что дает возможность увеличить длину регенерационного участка.
    •  компенсаторов дисперсии в оптоволокне. Связано это с тем, что они имеют свойство увеличивать крутизну переднего и уменьшать крутизну заднего фронтов импульсов, т. е. фактически способствовать изменению знака дисперсии.

     

    Гораздо более распространенным в сфере сетевых технологий оказалось другое оборудование, основанное на эффекте Рамана. Оптические волокна этих усилителей созданы на основе  легированных редкоземельных элементов.

    Примерна схема работы такого усилителя будет следующей:

    Упрощенный принцип действия оптического усилителя

     


    При этом используются:

    •  неодим (Nd) и празеодим (Pr) – для усиления сигналов в окне 1300 нм;
    •  эрбий (Er) – для усиления сигналов в окне 1550 нм;
    •  иттербий (Yb), применяемый совместно с Er для расширения спектра поглощения в области 700-1100 нм, что позволяет использовать новые более мощные источники накачки.

     

    Редкоземельное вещество вносят в малом количестве в центральный световод. Его добавляют на промежутке в несколько метров. Для предотвращения интерференции в оптическом волокне, вводимый световой пучок должен иметь меньшие длины волн.

    Из-за взаимодействия с квантами светового пучка накачки в тот момент, когда ток проходит по легированному участку ослабленного сигнала, электроны в ионах редкоземельных элементов переходят на более высокий квазистационарный энергетический уровень. В результате появляется индуцированное излучение с такой же или максимально приближенной длиной волны.

    Если оптическое волокно легировано неодимом и на нем расположен усилитель, то он сможет работать на волне, длиной примерно 1340 нм. В лабораторных условиях его рабочей длиной может стать волна в 1310 нм. Более совершенным в этом отношении считается празеодим. Усилители, работающие с данным диапазоном, отличают следующие качества: для легирования используется флюоритовое стекло (не кварцевое), накачку производят на низкой эффективности (до 4 дБм/мВт). Если мощность насыщения составляет примерно 200 мВт, то усиление будет равно примерно 34 дБм.

    Так же высокую степень распространения получило оптическое волокно, легированное эрбием. Ионам эрбия характерна самая большая поглощающая сила в районе длин волн 980 и 1480 нм. Таким образом, получается, что в качестве источников накачки могут выступать распространенные виды лазеров, работающие на длине волны в 797/800, 980 и 1480 нм. К трехуровневой модели взаимодействия относятся лазеры на 800 и 980 нм, к двухуровневой – 1480 нм. Для самой высокой степени эффективности выгоднее всего применять трехуровневую

    Тем не менее, менее эффективные, по сравнению с предыдущим видом, лазеры на 1480 нм пользуются еще большей популярностью. Принято считать, что они более надежные и при этом работают с низким показателем замусоренности эфира (шумов). Уровень шума соответствует примерно 5 дБ.

    Иттербий может применяться как дополнительный легирующий элемент. В этом случае появляется возможность использовать лазерный диод накачки, функционирующий на длине волны 1053 нм. По другому такие лазеры называются “DPSS-лазеры”. Такой подход способствует получению более мощного источника накачки, и, как результат, продлевается срок эксплуатации и возрастает усиление.

    Существует деление усилителей по сфере применения:

    •  Бустеры (усилители мощности). Такой вид усилителей часто используется для передачи нисходящего трафика в гибридных волоконно-коаксиальных сетях кабельного телевидения. В данном случае усилители мощности устанавливаются перед оптическим разветвителем. Так же их применяют непосредственно после лазерных передатчиков. В такой ситуации их предназначение заключается в том, чтобы дополнительно усилить сигнал до такого уровня, который не достижим на основе лазерного диода.
    •  Предусилители (предварительные усилители). В основном их применяют для замены сложных и зачастую очень дорогих когерентных оптических приемников. Их располагают в непосредственной близости от приемника регенератора (перед ним). Данное действие позволяет снизить уровень шума и повысить силу сигнала на выходе электронного каскада усиления в оптоэлектронном приемнике.
    •  Линейные усилители. С помощью данного вида усилителей заменяют оптоэлектронные повторители и регенераторы, но только тогда, когда отсутствует необходимость в точном восстановлении сигнала. В основном их размещают в промежуточных точках протяженных линий связи между регенераторами или на выходе оптических разветвителей. Главной целью такого расположения является компенсация ослабления сигнала, которая происходит из-за затухания в оптическом волокне. В свою очередь затухание происходит из-за разветвления в оптических разветвителях, ответвителях, мультиплексорах WDM.

    Детекторы света

    Фотодетекторы выполняют функцию перевода оптического сигнала в электрический. Чаще всего основой этих фотодиодов служат p-i-n переходы или лавинные эффекты.

    Чтобы p-i-n фотодиод функционировал между слоями с n- и p- проводимостью прокладывается специальный слой, который имеет собственную проводимость. На данный слой направляется обратного напряжения смещения, в результате которого он обедняется свободными носителями. В итоге создаются два перехода: типа p-i и типа n-i. Носители, которые появились в этом слое из-за поглощения света, под действием очень сильного электрического поля ускоряются. Приборы, основанные на таком принципе, обладают высокими показателями частотности (до 10 ГГц).

    Основным отличием лавинного фотодиода является лавинное размножение носителей. Как следствие – во внешней цепи фотодиода очень сильно возрастает ток.

    Ниже расположена схема сечения фотодетектора на световодах из SiGe. Сам слой расположен на вершине кремниевого наплыва световода.


    Схема сечения фотодетектора
    От материала, из которого изготовлен фотоприемник, зависит его спектральный диапазон. Для примера: для волн, длиной в 400-1100 нм, используют кремний и арсенид галлия. Что касается волн, которые используются в оптоволоконных устройствах, то для них кремний представляет собой очень плохой  детектор. Поэтому в таких системах в основном применяют германий.

    Основными показателями фотодиодов, заслуживающими внимания, являются: уровень шумов, время отклика, линейность.

    Следующая »

    Отделение физиотерапии, лечебной физкультуры и массажа, ИРТ, лазер — ПККБ1

    Местонахождение: г. Владивосток, ул. Алеутская 57, корпус 5 (неврологический), корпус «А» (хирургический), цокольный этаж, кабинет ИРТ, лазер


    Понедельник-пятница с 8:00 до 15:30
    8 (423) 240-06-89
    врач-физиотерапевт

    Руководитель отделения:

    • Колодочка Татьяна Ивановна – Заведующая отделением, врач-физиотерапевт, высшей категории

    Специалисты:

    • Дольник Светлана Геннадьевна – Врач-физиотерапевт
    • Демченко Ольга Юрьевна – Врач-физиотерапевт
    • Нарчук Ольга Трифоновна – Врач-физиотерапевт
    • Ковалев Павел Леонидович – Врач-рефлексотерапевт, высшей категории
    • Кочергина Екатерина Сергеевна – Врач-рефлексотерапевт, первой категории
    • Дорофеева Светлана Леонидовна – Врач ЛФК, высшей категории, тел. 8 (423) 245-75-29

    В отделении оказывается высококвалифицированное восстановительное лечение и реабилитация при различных заболеваниях у взрослых и детей:

    • заболевания периферической нервной системы различного генеза (неврит, плексит и т. д.)
    • заболевания центральной и вегетативной нервной системы (невроз, инсульт, ДЭ и т.д.)
    • заболевания органов дыхания (трахеит, бронхит, пневмония, плеврит, бронхиальная астма)
    • заболевания органов пищеварения (гастрит, панкреатит, холецистит, колит, язвенная болезнь)
    • заболевания сердечно-сосудистой системы (ГБ I-IIА стадии, атеросклероз периферических артерий)
    • заболевания опорно-двигательного аппарата (артриты, артрозы, остеохондроз, контрактуры и т.д.)
    • травматические повреждения (переломы костей после иммобилизации, ушибы, гематомы и т.д.)
    • заболевания ЛОР-органов (ринит, гайморит, тонзиллит, ларингит, отит, тугоухость и т.д.)
    • заболевания мочеполовых органов (пиелонефрит, цистит; в урологии – уретрит, орхит, простатит; в гинекологии — аднексит, спаечный процесс в м/тазу, дисфункция яичников и т.д.)
    • заболевания глаз (иридоциклит, дистрофия сетчатки, частичная атрофия зрительного нерва и т.д.)

    Методы восстановительного лечения:

    • физиотерапия
    • рефлексотерапия
    • массаж, ЛФК

    Физиотерапия

    Тел. 2-400-689

    Отделение оснащено современной физиотерапевтической аппаратурой. Индивидуальный подход в назначении преформированных физических факторов.

    Проводится:

    • лекарственный электрофорез различными лекарственными препаратами (в том числе применяются салфетки одноразовые на основе «отжима» иловой сульфидной грязи, полиминеральные на основе подземной йодобромной воды, на основе природного бишофита)
    • электроимпульсная терапия
    • НОВИНКА!!! Криотерапия
    • ультразвук и фонофорез лечебных мазей (в том числе применяются мази и гели на основе «отжима» иловой сульфидной грязи (Соленое озеро), на основе природного бишофита)
    • дарсонвализация, ультратонтерапия
    • магнитотерапия, в том числе: ИНЭМП (апп. «Инфита») с использованием приставки Элемакс для лечения заболеваний уха, включая тугоухость; трансцеребральное воздействие магнитным полем в лечении инсультов и др. заболеваний
    • микроволновая терапия, КВЧ-терапия
    • светолечение (Биптрон), УФО
    • лазеротерапия (применение инфракрасного и красного спектров лазерного излучения, надвенное лазерное облучение крови)
    • электросон, ТЭС- терапия (с подключением программы психологической разгрузки, музыкотерапии)
    • пневмомассаж верхних и нижних конечностей
    • НОВИНКА!!! Тейпирование (уже через несколько минут уменьшение боли и увеличение объема движений)

    Иглорефлексотерапия

    Тел. 243-41-08

    Прием ведет:

    • Ковалев Павел Леонидович, врач-рефлексотерапевт высшей категории
    • Кочергина Екатерина Сергеевна, врач-рефлексотерапевт первой категории

    Применяется:

    • корпоральная иглотерапия
    • аурикулярная иглотерапия
    • поверхностная иглотерапия
    • прогревание сигарами
    • баночный массаж
    • электростимуляция

    Лечение осуществляется одноразовым инструментарием.

    Лечебная физкультура и массаж

    Тел. 245-75-29

    Прием ведет: Дорофеева Светлана Леонидовна, врач ЛФК высшей категории

    Проводится:

    • классический лечебный массаж
    • вакуумный массаж (аппаратный)
    • пневмомассаж верхних и нижних конечностей
    • скелетное вытяжение
    • лечебная гимнастика индивидуально и в группе
    • занятия на тренажерах (велотренажер, мотомед, вибромассаж)

    Нажимая на кнопку «Отправить отзыв», Вы принимаете нашу политику конфиденциальности и даете
    свое согласие на обработку персональных данных на условиях и для целей, указанных в ней

    Оптимальный дизайн лазерного кодирования и декодирования при наведении на лазерный луч

    [1] Ли Сунмин, Хуан Кейан, Сюй Жунпу: Оптическая техника Vol. 22 (2001), стр. 474-7, на китайском языке.

    [2] Ли Юнься, Лю Цзинхай: Acta photonica sinica Vol.32 (2003), стр. 395-7, на китайском языке.

    [3] Цзян Юэсун, Ли Сяолу, Чэн Хайтин: Оптическая техника Vol. 31 (2005), стр. 354-6, на китайском языке.

    [4] Цзян Юэсун , Чжун Юй, Ли Лян: Оптическая техника Vol. 31 (2005), стр.73-6, на китайском языке.

    [5] Цзян Юэсон , Чжун Юй, Ли Лян: Оптическая техника Vol.31 (2005), стр. 200-201, на китайском языке.

    [6] Исянь Цянь: SPIE Vol. 6824 (2008), стр 682416-21.

    (PDF) Кодирование и декодирование сообщений с помощью хаотических лазеров

    означает интегральную разность сигналов, как показано на рис.

    8 ~ б !. Иногда имели место неправильные интерпретации кодированных битов de-

    по причинам, аналогичным тем, которые обсуждались выше для

    в случае кодирования с модуляциями накачки. Мы намеренно

    увеличили размерность аттрактора, добавив больше управляющих частот произвольной амплитуды. Следовательно, когда сигнал

    воздействует на несущую волну передатчика, он иногда достаточно отличается от сигнала приемника на

    , так что

    второй член в правой части уравнения.~ 4.1!

    возмущает систему настолько, что унос для этого сигнала

    пик теряется. Детали модификации локального спектра Ляпунова

    при наличии нескольких управляющих частот

    не исследовались, но могут составить интересную тему исследования

    .

    V. РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

    Мы исследовали Nd: YAG-лазер

    с модуляцией хаотическими потерями и обнаружили, как численно, так и экспериментально

    мысленно, что на карте отражения используются максимумы интенсивности и

    интервала между спайками ~ ISI ! показывает правильную, почти плоскую структуру

    . Это наблюдение показывает, что между максимумами интенсивности и межспайковыми интервалами

    с центром вокруг этих максимумов существует простая связь –

    корабля, то есть

    IT (n) 5F @ DtT (n11), DtT (n) #. Фактически, построив график n-го

    максимумов интенсивности I (n) в зависимости от разницы между последующим

    и предшествующими интервалами между спайками, то есть

    @DtT (n11) 2DtT (n) # /

    A

    25 @ t (n11) 2t (n21) # /

    A

    2, мы

    наблюдаем почти одномерное, взаимно однозначное соотношение

    между этими переменными даже при наличии шума.Эта взаимосвязь

    наблюдалась при численном моделировании, а также

    , как и в экспериментальных данных, взятых при немного разных значениях параметра

    , что привело к изменению межспайковых интервалов в более мелком масштабе

    . Однако даже в этом последнем случае график

    карты максимума интенсивности-ISI показывает почти плоскую структуру

    и, следовательно, взаимосвязь между физическими переменными

    . Такой результат был бы полезен, например, для прогнозирования будущих максимумов интенсивности в серии

    во времени.При построении карты возврата интенсивности-ISI

    было не обязательно использовать пик интенсивности

    . ISI мог быть определен как

    относительно некоторого произвольного порогового значения в области пика

    , и затем была восстановлена ​​карта возврата.

    Связь между максимумами интенсивности лазера

    и межспайковыми интервалами имеет последствия для использования

    пары передатчик-приемник хаотически модулированных потерь

    Nd: YAG-лазеров в качестве системы для передачи закодированных сообщений

    в частном порядке.При построении карты отражения интенсивности-ISI только для лазера-передатчика

    сообщение «61» бит, закодированное

    посредством модуляции внешнего резонатора, появляется на поверхностях

    выше и ниже поверхности отсутствия сигнала. Даже при наличии

    умеренного шума сообщение можно расшифровать.

    В качестве альтернативной схемы кодирования мы предлагаем кодировать

    сигнала путем модуляции накачки по максимумам интенсивности

    . Это по своей сути нарушает ISI лазера передатчика

    , в отличие от вышеупомянутой схемы кодирования с внешней модуляцией

    .Последующая попытка декодирования встроенного сообщения

    с помощью карт отражения интенсивности-ISI одного только mitter-лазера trans-

    оказалась безуспешной, поскольку поверхности аттрактора

    сливаются с поверхностью аттрактора отсутствия сигнала.

    Тем не менее, сообщение все еще может быть декодировано посредством управления лазером-приемником

    с выходом передающего лазера

    и извлечения сообщения из интегрированной разности интенсивностей.

    Кроме того, квазипериодическое управление коэффициентом потерь

    как передающего, так и приемного лазера привело к увеличению на

    размерности системы. Это привело к сгущению

    карт возврата интенсивности-ISI с объединением разделенных поверхностей in-

    , соответствующих

    $

    1,0,21

    %

    закодировано

    бит. Это сделало карты возврата интенсивности-ISI неэффективными

    как средство дешифрования сигнала только от передающего лазера

    .Однако сигнал может быть снова извлечен с помощью

    средств интегрированной разности сигналов на приемном лазере

    , синхронизированном с несущей волной передатчика.

    И, наконец, в этом исследовании были извлечены двоякие уроки.

    Во-первых, карта интенсивности-ISI или чисто обратная карта ISI может быть полезным инструментом при исследовании пары Nd: YAG

    лазеров с модуляцией потерь из-за неявной связи между интенсивностью

    . от пика до межспайковых интервалов, сосредоточенных вокруг этого пика.

    Во-вторых, применительно к хаотической связи, карты возврата интенсивности

    ISI могут использоваться для расшифровки скрытого сообщения

    только от несущей волны передатчика.

    ,

    , должны быть приняты меры для того, чтобы внутренне нарушить систему или увеличить размерность системы, хотя и недостаточно высокую, чтобы аннулировать синхронизацию

    ! Так, чтобы сигнал был защищен от нежелательного децифирования

    . средства картографической техники.

    БЛАГОДАРНОСТИ

    Авторы хотели бы поблагодарить Maui High Perfor-

    mance Computer Center и Albuquerque Research Center-

    ter за использование их средств параллельных вычислений в течение

    этой работы.Р.Р. хотел бы поблагодарить за поддержку Отделение химических наук

    , Управление фундаментальных энергетических наук

    , Управление энергетических исследований, Управление энергетики США

    и Управление военно-морских исследований.

    @ 1 # L. М. Пекора, Т. Л. Кэрролл, Phys. Ред. A 44, 2374 ~ 1991 !;

    W. L. Ditto, L. M. Pecora, Sci. Являюсь. ~ Int. Изд.! 269,62

    ~ 1993 !; Н. Гершенфельд, Г. Гринштейн, Phys. Rev. Lett. 74,

    5024 ~ 1995 !; Э. Отт и М.Spano, Phys. Сегодня 48,34 ~ 1995 !;

    L. Kocarez, U. Parlitz, Phys. Rev. Lett. 74, 5028 ~ 1995!; Т.

    К. Ньюэлл, П. М. Алсинг, А. Гавриелидес, В. Кованис,

    Phys. Ред. E 51, 2963 ~ 1995 !.

    @ 2 # К. М. Куомо, А. В. Оппенгейм, Phys. Rev. Lett. 71,65

    ~ 1993 !.

    @ 3 # S. Hayes, C. Grebogi, E. Ott, A. Mark, Phys. Rev. Lett.

    73, 1781 ~ 1994 !; S. Hayes, C. Grebogi и E. Ott, ibid. 70,

    3031 ~ 1993 !.

    @ 4 # R.Рой, К.С. Торнбург-младший, Phys. Rev. Lett. 72, 2009

    ~ 1994 !.

    @ 5 # Т. Sugawara et al., Phys. Rev. Lett. 72, 3502 ~ 1994 !.

    @ 6 # П. Колет, Р. Рой, Опт. Lett. 19, 2056 ~ 1994 !.

    @ 7 # C. R. Mirasso и др., IEEE Photonics Technol. Lett. 8, 299

    ~ 1996 !.

    56 6309ШИФРОВАНИЕ И ДЕКОДИРОВАНИЕ СООБЩЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ CHAOTIC. . .

    Расшифровка динамики электронов – ScienceDaily

    Движение электронов в атомах и молекулах имеет фундаментальное значение для многих физических, биологических и химических процессов.Изучение динамики электронов в атомах и молекулах необходимо для понимания этих явлений и управления ими. Спектроскопия с накачкой и зондом – это общепринятый метод. Нобелевская премия по химии 1999 г. представляет собой хорошо известный пример использования фемтосекундных лазерных импульсов с накачкой для исследования движения атомов, участвующих в химических реакциях. Однако, поскольку временная шкала движения электронов внутри атомов и молекул составляет порядка аттосекунд (10-18 секунд), а не фемтосекунд (10-15 секунд), для исследования движения электронов требуются аттосекундные импульсы.С развитием аттосекундной технологии стали доступны лазеры с длительностью импульса менее 100 аттосекунд, предоставляющие возможности для исследования и управления динамикой электронов в атомах и молекулах.

    Другой важный метод исследования динамики электронов основан на туннельной ионизации в сильном поле. В этом методе мощный фемтосекундный лазер используется для индукции туннельной ионизации – квантово-механического явления, которое заставляет электроны туннелировать через потенциальный барьер и уходить от атома или молекулы.Этот процесс предоставляет закодированную фотоэлектронами информацию о сверхбыстрой динамике электронов. Основываясь на соотношении между временем ионизации и конечным импульсом туннелирующего ионизованного фотоэлектрона, можно наблюдать динамику электронов с разрешением в аттосекундном масштабе.

    Связь между временем ионизации и конечным импульсом туннелирующего фотоэлектрона была теоретически установлена ​​в рамках модели «квантовой орбиты», и точность этой связи была подтверждена экспериментально.Но какие квантовые орбиты вносят вклад в выход фотоэлектронов при туннельной ионизации в сильном поле, остается загадкой, как и то, как разные орбиты по-разному соответствуют импульсу и времени ионизации. Таким образом, идентификация квантовых орбит жизненно важна для изучения сверхбыстрых динамических процессов с использованием туннельной ионизации.

    Как сообщается в Advanced Photonics , исследователи из Университета науки и технологий Хуачжун (HUST) предложили схему для идентификации и взвешивания квантовых орбит при туннельной ионизации в сильном поле.В их схеме вводится частота второй гармоники (ВГ) для возмущения процесса туннельной ионизации. Возмущение SH намного слабее основного поля, поэтому оно не меняет конечный импульс электрона, туннелирующего в сторону ионизации. Однако это может значительно изменить выход фотоэлектронов из-за сильно нелинейного характера туннельной ионизации. Из-за разного времени ионизации разные квантовые орбитали по-разному реагируют на промежуточное поле SH.Изменяя фазу поля SH относительно основного движущего поля и отслеживая отклики выхода фотоэлектронов, можно точно идентифицировать квантовые орбиты туннелирующих ионизованных электронов. На основе этой схемы можно разрешить загадки так называемых «длинных» и «коротких» квантовых орбит в сильнополевой туннельной ионизации, а их относительный вклад в выход фотоэлектронов при каждом импульсе можно точно взвесить. Это очень важная разработка для применения туннельной ионизации в сильном поле как метода фотоэлектронной спектроскопии.

    Совместное командное усилие под руководством аспирантов HUST Цзя Тан под руководством профессора Юэминь Чжоу, а также Шэнлян Сюй и Сюй Хань под руководством профессора Цинбиня Чжана, исследование показывает, что голограмма, созданная многоорбитальным вкладом из фотоэлектронного спектра может дать ценную информацию о фазе туннелированного электрона. Его волновой пакет кодирует богатую информацию о динамике атомных и молекулярных электронов. По словам Пэйсяна Лу, профессора HUST, заместителя директора Уханьской национальной лаборатории оптоэлектроники и старшего автора исследования, «измерение динамики электронов с аттосекундным временным и субангстремным пространственным разрешением стало возможным благодаря этой новой схеме разрешения и взвешивания квантовых орбит.«

    История Источник:

    Материалы предоставлены SPIE – Международным обществом оптики и фотоники . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    О производительности совместного итеративного обнаружения и декодирования в когерентных оптических каналах с колебаниями частоты лазера

    https://doi.org/10.1016/j.yofte.2015.04.002Получить права и контент

    Основные моменты

    Использование совместное итеративное обнаружение и декодирование в высокоскоростной волоконно-оптической связи.

    Практически оптимальная компенсация фазового шума лазера и флуктуаций частоты.

    Эффективное устранение скачков цикла (несущей) в оптических когерентных приемниках.

    Abstract

    Метод совместного итеративного обнаружения и декодирования (JIDD) был предложен Barbieri et al. (2007) с целью компенсации изменяющегося во времени фазового шума и постоянного сдвига частоты в системах спутниковой связи.О применении JIDD в оптических когерентных приемниках в присутствии флуктуаций частоты лазера в предшествующей литературе не сообщалось. Колебания частоты лазера вызываются механическими колебаниями, шумом источника питания и другими механизмами. Они значительно ухудшают характеристики устройства оценки фазы несущей в высокоскоростных интрадинных когерентных оптических приемниках.

    В данной работе исследуется производительность алгоритма JIDD в мультигигабитных оптических когерентных приемниках. Мы представляем результаты моделирования коэффициента ошибок по битам (BER) для модуляции недифференциального поляризационного мультиплексирования (PDM) -16QAM в когерентной оптической системе со скоростью 200 Гбит / с, которая включает код LDPC с 20% служебными данными и чистым выигрышем от кодирования 11.3 дБ при BER = 10 −15 . Наше исследование показывает, что JIDD с частотой пилот-сигнала ≤5% компенсирует как фазовый шум лазера, так и флуктуацию частоты лазера. Кроме того, поскольку JIDD используется с форматами недифференциальной модуляции, мы обнаружили, что усиление, превышающее 1 дБ, может быть достигнуто по сравнению с существующими решениями на основе явного блока оценки фазы несущей с дифференциальной модуляцией. Также исследуется влияние нелинейностей волокна в системах плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM). Наши результаты показывают, что JIDD является отличным кандидатом для применения в высокоскоростных оптических когерентных приемниках нового поколения.

    Ключевые слова

    Когерентное обнаружение

    LDPC

    Совместное итеративное обнаружение и декодирование

    Фазовый шум

    16QAM

    DWDM

    Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

    Copyright © 2015 Авторы. Опубликовано Elsevier Inc.

    Рекомендуемые статьи

    Цитирующие статьи

    На пути к новому и общему методу расшифровки текстуры почвы по спектрам лазерной дифракции

  • Alary K, Babre D, Caner L, Feder F, Szwarc M, Naudan M , Bourgeon G (2013) Предварительная обработка образцов почвы, богатых минералами ближнего порядка, перед гранулометрическим анализом методом пипетки.Педосфера 23 (1): 20–28

    Статья Google ученый

  • Асано М., Вагай Р. (2014) Доказательства иерархии агрегатов от микро- до субмикронного масштаба в аллофоническом Андосоле. Geoderma 216: 62–74

    Статья Google ученый

  • Asano M, Wagai R, Yamaguchi N, Takeidii Ya, Maeda M, Suga H, Takahashi Yo (2018) В поисках связующего: наномасштабные доказательства преимущественных ассоциаций углерода с малокристаллическими минеральными фазами в физическом -стабильные агрегаты размером с глину.Soil Syst 2 (2): 32

    Артикул Google ученый

  • Beuselinck L, Govers G, Poesen J, Degraer G, Froyen L (1998) Анализ размера зерен с помощью лазерной дифрактометрии: сравнение с методом сита-пипетки. КАТЕНА 32: 193–208. https://doi.org/10.1016/S0341-8162(98)00051-4

    Артикул Google ученый

  • Blott SJ, Pye K (2006) Анализ гранулометрического состава частиц размером с песок с помощью лазерной дифракции: экспериментальное исследование чувствительности прибора и влияния формы частиц: анализ гранулометрического состава песков с помощью лазерной дифракции.Седиментология 53: 671–685. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2006.00786.x

    Артикул Google ученый

  • Buurman P, Pape T, Muggler CC (1997) Лазерное определение размера зерен в генетических исследованиях почвы. 1. Практические задачи. Soil Sci 162 (3): 211–218

    Статья Google ученый

  • Buurman P, Pape T, Reijneveld JA, de Jong F, van Gelder E (2001) Лазерная дифракция и определение размеров зерен голландских отложений методом пипетки: корреляции для мелких фракций морских, речных и лессовых проб.Нет Дж. Геоши 80: 49–57. https://doi.org/10.1017/S0016774600022319

    Артикул Google ученый

  • Буурман П., Гарсиа Родеха Э., Мартинез Кортисас А., ван Дусбург Дж.Д. (2004) Стратификация материнского материала вулканических и родственных почв Европы, изученных с помощью лазерной дифракции и химического анализа. КАТЕНА 56: 127–144. https://doi.org/10.1016/j.catena.2003.10.007

    Артикул Google ученый

  • Cade-Menun BJ, Benitez-Nelson CR, Paytan A (2005) Refining 31 P Ядерная магниторезонансная спектроскопия для проб морских твердых частиц: условия хранения и извлечение извлечения.Mar Chem 97: 293–306

    Статья Google ученый

  • Коломбо К., Палумбо Дж., Ди Иорио Э, Руссо Ф., Террибиле Ф., Цзян З., Лю К. (2016) Развитие почвы в четвертичной флювио-озерной палеопочвах на юге Италии. Quat Int 418: 195–207

    Статья Google ученый

  • de Boer GB, de Weerd C, Thoenes D, Goossens HW (1987) Лазерная дифракционная спектрометрия: дифракция Фраунгофера по сравнению с рассеянием Ми.Часть Часть Syst Charact 4: 14–19

    Артикул Google ученый

  • FAO (2006) Руководство по описанию почв, 4-е изд. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, Рим

    Google ученый

  • Flogeac K, Guillon ER, Aplincourt M, Marceau E, Stievano I, Beaunier P, Frapart YM (2005) Характеристика частиц почвы с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPY), электрон парамагнитный резонанс (ЭПР) и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ).Agron Sustan Dev 25: 345–353

    Статья Google ученый

  • Гринвуд Н.Н., Эрншоу А. (1997) Химия элементов. Elsevier Sc, Kidlington

    Google ученый

  • Konert M, Vandenberghe J (1997) Сравнение лазерного анализа размера зерен с пипеткой и ситовым анализом: решение для недооценки глинистой фракции. Седиментология 44: 523–535

    Статья Google ученый

  • Кун А., Катона О., Сипос Г., Барта К. (2013) Сравнение методов пипетки и лазерной дифракции при определении гранулометрического состава образцов речных отложений.J Environ Geogr 6 (3–4): 49–54

    Статья Google ученый

  • Lehmkuhl F, Schulte Ph, Zhao H, Hüllec D, Protze J, Stauch G (2014) Сроки и пространственное распределение лессовых и лессовидных отложений в горных районах северо-восточного Тибетского плато. CATENA 117: 23–33

    Статья Google ученый

  • Loizeau J-L, Arbouille D, Santiago S, Vernet J-P (1994) Оценка лазерного дифракционного анализатора размера зерен широкого диапазона для использования с отложениями.Седиментология 41: 353–361

    Статья Google ученый

  • Mikutta C (2011) Исследование с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии влияния гидрозибензойных кислот на образование и структуру ферригидрита. Geochim Cosmochim Acta 75: 5122–5139

    Статья Google ученый

  • Миллер Б.В., Лайнс Р.В. (1988) Последние достижения в измерении размера частиц: критический обзор.CRC Crit Rev Anal Chem 20: 75–116. https://doi.org/10.1080/00078988808048808

    Артикул Google ученый

  • Миллер Б.А., Шаецл Р.Дж. (2012) Точность анализа размеров частиц почвы с использованием лазерной дифрактометрии. Soil Sci Soc Am J 76: 1719. https://doi.org/10.2136/sssaj2011.0303

    Артикул Google ученый

  • Пай К., Блотт С.Дж. (2004) Анализ размера частиц отложений, почв и связанных с ними твердых частиц для судебно-медицинских целей с использованием лазерной гранулометрии.Судебно-медицинская экспертиза 144: 19–27. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2004.02.028

    Артикул Google ученый

  • Referentiel Pedologique (1995) In: Baize D, Girard M-C (eds) Inst Nat Rech Agr, Paris

  • Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. (1982) О свойствах дискретности горных пород. Известия АН СССР, физ. Земли 12: 3–18

    Google ученый

  • Савичев А.Т., Степанов С.С. (2007) Учет наложения линий и аппроксимация фонового излучения в рентгенофлуоресцентном и микрозондовом энергодисперсионном анализе.Поверхность 2: 85–89

    Google ученый

  • Schulte Ph, Lehmkuhl F (2017) Разница двух картин дифракции лазерного излучения как индикатор уменьшения размера зерен после осаждения в лессово-палеопочвенных последовательностях. Палеогеогр Палеоклиматол Палеоэколь 509: 126–136

    Статья Google ученый

  • Персонал исследования почвы (1999) Таксономия почв, основная система классификации почв для проведения и интерпретации исследований почв.USDA Agric Handb

  • Водяницкий Ю.Н. (2002) Влияние дитионитсодержащих реагентов на минералы почвы. Eurasian Soil Sci 35 (5): 489–499

    Google ученый

  • Водяницкий Ю.Н., Милановский Е.Ю., Моргун Е.Г., Савичев А.Т. (2019) Деконволюция дифференциальных кривых гранулометрического состава вертисолей. Eurasian Soil Sci 52 (9): 1112–1121

    Статья Google ученый

  • Двигатели одномерного сканирования серии N4300

    Серия N4300 от ведущего поставщика OEM-решений для сканирования предлагает OEM-клиентам и конечным пользователям высокий уровень производительности и надежности.Серия N4300 обеспечивает наивысшую точность считывания среди доступных лазерных сканирующих двигателей и может быстро и легко сканировать коды низкого качества. И это единственный лазерный процессор, который включает встроенное обнаружение объектов для приложений громкой связи.

    Разработанный с нуля с использованием запатентованных технологий Honeywell, серия N4300 соответствует нашим строгим стандартам качества. В отличие от конкурирующих систем, N4300 обеспечивает высокопроизводительное сканирование и уникальные возможности для широкого спектра приложений, от мобильных компьютеров до сканеров, киосков и других устройств самообслуживания.

    Режим Smart Pick List повышает точность нацеливания при сканировании одного штрих-кода, окруженного другими кодами, а модель TTL поддерживает полнодуплексную связь RS232 с более высокой максимальной скоростью передачи данных, обеспечивая большую гибкость и более быструю передачу данных, чем продукты конкурентов.

    Серия N4300 обеспечивает высокую производительность сканирования штрих-кода благодаря стандартному форм-фактору и интерфейсу. Независимо от того, обновляете ли вы существующие устройства или добавляете решение для сканирования в новое приложение, вы обнаружите, что двигатели серии N4300 легко интегрируются, предлагая прочное, электрически заземленное металлическое шасси и стандартные места для монтажных отверстий.

    Характеристики

    • Компактный и легкий: обеспечивает стандартный форм-фактор и связь для легкой интеграции даже в ограниченном пространстве
    • Металлический корпус: обеспечивает надежность благодаря заземленному металлическому корпусу, одноплатной конструкции, разъему без ZIF и ударам защита до 2000 G
    • Встроенное обнаружение объектов: Облегчает работу в режиме громкой связи, устраняя затраты на добавление обнаружения внешних объектов на хосте
    • Усовершенствованная технология декодирования: Предлагает самую низкую частоту ошибочного считывания по сравнению с конкурирующими лазерными двигателями: настраиваемые уровни безопасности декодирования устранение дорогостоящих ошибок чтения трудночитаемых кодов низкого качества
    • Smart Pick List: запрограммируйте устройство на считывание только штрих-кодов, обнаруженных в центре или в любом другом месте на линии сканирования, повышая точность наведения
    • Доступны SR и HD : Мы предлагаем версии SR (стандартный диапазон) и HD (высокая плотность) для различных приложений с вертикальной фокусировкой

    Расшифровка лечения сосудистых звездочек

    Представьте, что вы надели маленькое черное платье на сегодняшний вечер.У вас есть все необходимое для идеальной ночи, но у вас есть одна проблема.

    сосудистые звездочки.

    Ага. Эти маленькие синие и черные волнистые линии на ваших ногах определенно испортят вам ночь. Как ни прячь, все равно не уйдет. К тому же, скрыть это не поможет. Единственный способ быть довольным прямо сейчас – это избавиться от него.

    Что-то неизбежное

    Прежде чем перейти к обсуждению различных методов лечения сосудистых звездочек, давайте сначала обсудим, что это такое. Сосудистые звездочки – это те маленькие синие и красные линии, которые можно найти на ваших ногах.Несмотря на распространенное мнение, сосудистые звездочки в основном являются генетическими. Рассказы о том, как у вас появляются сосудистые звездочки из-за постоянного ношения высоких каблуков или из-за того, что вы скрещиваете ноги, ложны.

    Здесь мы пытаемся сказать, что наличие сосудистых звездочек может быть чем-то, от чего вы не можете избавиться. Вам предоставляется 2 варианта. Чтобы попытаться скрыть это с помощью одежды или вылечить. Конечно, лечение – всегда лучшее решение, потому что вы не можете позволить своим сосудистым звездочкам определять ваше чувство моды на всю оставшуюся жизнь.

    Варианты лечения

    • Автозагар. Первое предложение – это не лечение, а способ скрыть сосудистые звездочки. Я знаю, что упоминал, что лечить его лучше, чем прятаться, но этот метод не обязательно означает, что вам придется скрывать его с помощью одежды (что будет полной модной катастрофой). Для этого метода вам нужно использовать автозагар, чтобы скрыть его. Лучше всего нанести его на ночь, чтобы к утру синие линии были менее заметны. Вам также следует держаться подальше от средств для автозагара с мерцанием, так как они могут сделать сосудистые звездочки еще более выраженными.
    • Склеротерапия – не волнуйтесь. Это может быть сложно произнести, но наука, лежащая в основе склеротерапии, довольно проста. Проще говоря, врач «разрушает» сосудистые звездочки, вводя раствор моющего средства, от которого они разрушаются. Единственное, о чем вам следует беспокоиться при таком лечении, – это игла. Если вы можете делать укол иглой, этот метод отлично подходит. Вам может потребоваться от трех до пяти процедур, чтобы испарить целую сеть вен.
    • Go Laser – Использование лазеров по-прежнему является золотым стандартом при лечении сосудистых звездочек и варикозного расширения вен в целом.Большинство врачей рекомендуют лазеры, особенно тем, у кого есть выпуклые сосудистые звездочки. Этот процесс обычно включает введение лазера в проблемную вену, чтобы закрыть ее. Чтобы полностью стереть сосудистую звездочку, может потребоваться сеанс склеротерапии.

    В настоящее время эти три являются наиболее популярными вариантами лечения сосудистых звездочек. В зависимости от вашей ситуации (и бюджета!) Одно может быть лучше другого. В любом случае, всегда лучше поговорить об этом со своим дерматологом.Именно они могут дать вам лучшие рекомендации по поводу любых кожных заболеваний или проблем.

    Лечение сосудистых звездочек во Флориде

    Если вы живете в районах Брадентон, Сарасота и Лейквуд-Ранч, вам повезло, потому что доктор Арсено доступен в двух местах для лечения ваших сосудистых звездочек.

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *