加速到x射线、环境和生命科学。
每年九月,斯坦福大学光子学研究中心及其合作伙伴在苏格兰大学和工业激光应用中展示的最新发展校园研讨会在帕洛阿尔托,加州,今年“非凡的粒子加速器的发展,主要包括污染检测、生物医药等领域,对增加社会影响通过美国国家光子学计划和英国俗项目。
激光加速器
斯坦福大学长期以来一直是光子学中心微电子和电子加速器的发展,但加速器技术一直深陷真空管时代而不是受益于摩尔定律或超高频率。有一个原因:Lawson-Woodward定理阻止自由传播波提供单向加速度。得到一个电子高能需要它来浏览下斜坡的电势,总是点的方向,以同样的速度移动加速电子。不能发生在自由传播的光波,所有加速器技术依赖于微波仅限于为米和厘米见方蛀牙堆放一个接一个的公里。
困难有两种方式:激光wake-field加速器使用短激光脉冲电离等离子体。电子发生遵循激光脉冲速度足够高的看到一个等离子体波,可以进一步加速- 1 gev / cm,根据加州大学洛杉矶分校的陈教授乔希。再散射激光脉冲加速相对论电子收益率从5µm明亮keV-to-MeV x射线源。据唐Umstadter内布拉斯加-林肯大学的这种独特的桌面来源可以取代建筑尺度为研究和治疗的优点。
所示的其他方式,埃德加·佩拉尔塔的斯坦福大学,是使用电场移相介质光栅的表面附近,从后面照亮了一个强大的激光。如果grating-modified字段总是向前点随着电子平行于表面以接近光速的速度,电子被加速。光栅周期波长刻度,当然,现场只有一个微米左右不止于表面,需要小心对齐,但可能这光刻制造micro-accelerator技术可能减少直线加速器晶片尺寸!
微量气体检测
你怎么知道什么时候注入水在沙漠或融化的冰核心去年下降了?天然放射性同位素提供一个有用的时钟,如果你能找到并检测这些原子。大多数人都意识到14 c是由宇宙射线,但只持续几千年。如果你需要日期一百万岁左右,你需要81 kr,这真是罕见(6000原子每摩尔的空气)。不过可以发现,从单个原子捕获和检测荧光的同位素使用激光,据Zheng-Tian阿贡国家实验室的路。它需要100公斤的水或冰解放足够的气体一个适当的测量,。陆表明水在埃及沙漠已经存在300000年了。
甲烷和其他污染物在大气中并不罕见,但讲述生物沼气和天然气泄漏之间的区别意味着识别源稳定碳同位素的比率。Chris Rella Picarro公司描述技术,做到了在格里利市,科罗拉多气田位于下牛的国家,顺风从产甲烷市政转储。诀窍是使用腔衰荡光谱法(crd)和一个“空心”(一个长管,空气吸和存储)开车时在GPS设备。crd驾车的提示信号扫描识别的源位置和后来调查空气存储在“核心”允许一个悠闲的同位素比值测定。原来78±13%的甲烷检测天然气泄露了特定的缺陷收集系统,无渗出地面由于压裂和从其他来源只有22%左右。
大分子如甲醛也可以检测到使用健壮的机载激光遥感技术基于差频生成(DFG),两个fiber-amplified二极管激光混合在一个水晶生产长波长光。科罗拉多大学的德克。里希特的描述在休斯顿上空飞行,透露点,成雾污染物来源映射到石化工厂使用一个自动多波长脱硫系统。
医学
也许是因为《会饮篇》发生在医学院校园,有太多的与健康有关的应用程序报告。斯坦福大学的丹尼尔·Palanker回顾了光学技术为盲人恢复视力,包括视网膜植入物,在一个全体讨论。临床应用的新工具,如拉曼光谱检测结肠癌和光学切片的脑瘤切除了一个会话。两人介绍干细胞成像有和没有的分子标记。单色x射线源促进生物系统的相衬成像,也许真正改善检测癌症的病人,也许不是。明年,SPRC肯定会报告更显著的可能性。
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