微型激光器;食品安全传感器;可调的能量模式。
微型激光器锁相阵列对太赫兹安全扫描仪
研究人员麻省理工学院和桑迪亚国家实验室提醒太赫兹辐射,乐队之间的电磁辐射微波和可见光,在安全和医疗诊断应用前景,即使这些设备需要紧凑的发展,低功耗,高质量的太赫兹激光器。
为此,研究人员描述了一种新的方式来构建太赫兹激光器能显著降低功耗和尺寸,同时也允许他们发出加强梁,这是一个重要的大多数实际应用要求。
这项工作也代表了一种全新的激光设计方法,这可能对可见光激光器带来影响。
麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的研究人员设计了一种装置,它是一个数组37 microfabricated激光在一个芯片上。它的力量要求相对较低,因为所有的激光辐射的“锁相”,这意味着波的波谷和波峰是完全一致的。(来源:麻省理工学院,桑迪亚国家实验室)
微型激光器设备是一个数组37 microfabricated激光在单个芯片上与电力需求如此之低是因为所有的辐射激光锁相,意味着波的波谷和波峰是完全一致的。
团队认为,这代表了一种从根本上的激光锁相阵列的新方法。具体地说,之前他们已经鉴定出四个锁相技术,但指出,在微尺度都有缺点:一些需要定位光子组件紧密合作,他们会很难制造;其他需要额外的芯片外光子组件必须精确定位相对于激光。
相比之下,这些数组完全独立,这意味着他们蚀刻从单一块材料。
清胡,一个杰出的麻省理工学院的电气工程和计算机科学教授领导的集团新工作说这整个工作受到天线工程技术。“我们致力于激光,通常人们划分为光子。和微波工程是一个不同的社区,他们有一个非常不同的心态。我们真的受到microwave-engineer技术很周到的方式,取得了在概念上是完全新的东西。”
研究人员说他们的激光阵列是基于同样的原理,构成广播电视和广播:电流通过无线电天线产生电磁场,电磁场,产生相应的电流在天线附近。在这个数组,每个激光器产生一个电磁场,在激光,他们发出同步辐射的阶段。
在安全应用程序中,例如,太赫兹辐射可以针对化学样品,会吸收一些频率超过别人,产生一个特征吸收指纹。紧束,更多的辐射到达样品和,随后,一个探测器接收,产生一个清晰的信号。
电子传感器对医药、食品安全
普渡大学研究人员报告说,一种新型的电子传感器可能快速检测和分类细菌用于医学诊断和食品安全正处于一个关键的障碍通过区分死和活细菌细胞。
他们解释说,传统的实验室技术要求样品培养几个小时或更长的时间来生产足够的细菌的鉴定和分析,例如,确定哪些抗生素处方。新方法可以用来创建数以百计的传感器阵列电子芯片,每个传感器检测一个特定类型的细菌或几分钟内精确定位特定抗生素的有效性。
一种新型的电子传感器可能会导致设备检测和分类细菌医学诊断和食品安全。(来源:普渡大学)
传感器的工作原理是探测导电性的变化在液滴含有细菌细胞。(一个YouTube视频的研究可在https://youtu。/ QN019bQJCb8)。
测试的技术,低浓度的生活和死亡形式的大肠杆菌,沙门氏菌和美国epidermidis细菌,据说label-free因为它不要求样品荧光染料处理,使其成为潜在的医学和食品安全的实用工具。大部分的研究进行Birck纳米技术中心和普渡的发现Bindley生物科学中心公园。
单原子厚度的石墨膜调优电模式
在改善小型探测器的灵敏度影响的质量——非常重要在检测小分子的质量像病毒,研究人员塔塔基础研究学院孟买,证明它有能力操纵纳米尺度的振动的鼓厚度,实现世界上最小的、最多才多艺的鼓。这也打开了大门,基础物理的探索令人兴奋的新方面。
利用石墨烯,一种单原子厚度的材料,制造鼓高度可调机械频率和各种模式之间的耦合。之间的耦合模式被证明是可控导致创建新的混合模式,此外,允许放大的振动。
实验是研究机械振动模式,或“笔记”,类似于一个音乐鼓。鼓的小尺寸(直径0.003毫米,或小于人类头发直径的30倍)引起的高振动频率范围的100百万赫兹-这意味着这鼓在一秒钟振动1亿次。有趣的是,这些鼓的工作表明,指出可以利用电子控制的力量,弯曲,或紧张,鼓,的弯曲鼓的鼓也引起不同的方式相互作用,导致晃动两个音符之间的能量。
使用这种交互,这表明能量之间可以转移模式导致的创建新的“笔记”鼓。能量转移的速度可以通过电信号精确控制,调节耦合。工作,此外,利用机械模式耦合操纵环境能量损失,并演示了放大的振动运动,相当于增加鼓的声音。
在低温、高机械频率将允许研究之间的能量传递量子力学性质的笔记,而鼓的不同音符之间的耦合也可以设计作为机械逻辑电路并导致改进在量子信息处理中,研究者解释说。放大机械运动的能力也将有助于提高传感器的灵敏度,基于纳米鼓。
两个耦合的艺术家的印象,石墨烯鼓的振动模式。耦合可以通过调优电之间的能量转移模式和杂交。
(来源:塔塔基础研究所)
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