Léasair Femtosecond

A léasair femtosecondis gléas ginte "solas bíge ultraghairid" é a astaíonn solas ar feadh tréimhse ultraghearr de thart ar aon-gigasecond amháin. Is é Fei an giorrúchán de Femto, réimír an Chórais Idirnáisiúnta Aonad, agus 1 femtosecond = 1×10^-15 soicind. Ní scaoileann an solas bíogach mar a thugtar air solas ach ar feadh meandair. Is é an t-am astaithe solais a bhaineann le splanc ceamara ná thart ar 1 miocrón soicind, mar sin ní astaíonn solas cuisle ultra-ghearr femtosecond solas ach ar feadh thart ar aon billiúnú dá chuid ama. Mar is eol dúinn go léir, tá luas an tsolais 300,000 ciliméadar in aghaidh an tsoicind (7 go leith ciorcail timpeall an domhain i 1 soicind) ag luas gan sárú, ach i 1 femtosecond, ní théann solas fiú chun cinn ach 0.3 miocrón.

Go minic, le splanc-ghrianghrafadóireacht is féidir linn staid nóiméadach réad atá ag gluaiseacht a ghearradh amach. Mar an gcéanna, má tá léasair femtosecond flashed, is féidir gach blúire den imoibriú ceimiceach a fheiceáil fiú agus é ag dul ar aghaidh ar luas foréigneach. Chun na críche sin, is féidir léasair femtosecond a úsáid chun staidéar a dhéanamh ar rúndiamhra imoibrithe ceimiceacha.
Déantar imoibrithe ceimiceacha ginearálta tar éis dul trí stát idirmheánach le fuinneamh ard, an "stát gníomhachtaithe" mar a thugtar air. Ba é an poitigéir Arrhenius a thuar go teoiriciúil go raibh stát gníomhachtaithe ann chomh luath leis an mbliain 1889, ach ní féidir é a thabhairt faoi deara go díreach toisc go bhfuil sé ann ar feadh tréimhse an-ghearr. Ach léirigh léasair femtosecond a bheith ann go díreach ag deireadh na 1980idí, sampla den chaoi ar féidir imoibrithe ceimiceacha a aimsiú le léasair femtosecond. Mar shampla, déantar an móilín cyclopentanone a dhianscaoileadh i aonocsaíd charbóin agus 2 mhóilín eitiléine ag an stát gníomhachtaithe.
Úsáidtear léasair femtosecond anois freisin i raon leathan réimsí mar fhisic, ceimic, eolaíochtaí beatha, leigheas agus innealtóireacht, go háirithe i solas agus leictreonaic. Tá sé seo toisc gur féidir le déine an tsolais méid mór faisnéise a tharchur ó áit amháin go háit eile gan beagnach aon chaillteanas, rud a chuireann dlús leis an gcumarsáid optúil. I réimse na fisice núicléach, tá tionchar mór ag léasair femtosecond. Toisc go bhfuil réimse leictreach an-láidir ag solas bíogach, is féidir leictreoin a luasghéarú chun luas an tsolais a dhúnadh laistigh de 1 femtosecond, ionas gur féidir é a úsáid mar "luasaire" chun leictreoin a luasghéarú.

Feidhm sa leigheas
Mar a luadh thuas, sa domhan femtosecond tá fiú solas reoite ionas nach féidir leis taisteal i bhfad, ach fiú ag an scála ama seo, tá adaimh, móilíní in ábhar, agus leictreoin taobh istigh de sceallóga ríomhaire fós ag gluaiseacht i gciorcaid. Más féidir an chuisle femtosecond a úsáid chun é a stopadh ar an toirt, déan staidéar ar cad a tharlaíonn. Chomh maith leis an am flashing chun stop a chur, is féidir le léasair femtosecond druileáil poill bídeacha i miotail chomh beag le 200 nanaiméadar (2/10,000 milliméadar) ar trastomhas. Ciallaíonn sé seo go n-aimsíonn an solas pulsed ultra-ghearr atá comhbhrúite agus faoi ghlas taobh istigh i dtréimhse ghearr ama éifeacht iontach aschuir ultra-ard, agus nach ndéanann sé damáiste breise don timpeallacht. Ina theannta sin, is féidir le solas bíogach an léasair femtosecond íomhánna steiréascópacha thar a bheith mín de réad a thógáil. Tá íomháú steiréascópach an-úsáideach i ndiagnóis leighis, agus mar sin osclaítear réimse nua taighde ar a dtugtar tomagrafaíocht trasnaíochta optúla. Is íomhá steiréascópach í seo d’fhíocháin bheo agus de chealla beo a glacadh le léasair femtosecond. Mar shampla, tá cuisle solais an-ghearr dírithe ar an gcraiceann, léirítear an solas pulsed as dromchla an chraiceann, agus déantar cuid den solas bíogach a instealladh isteach sa chraiceann. Tá an taobh istigh den chraiceann comhdhéanta de go leor sraitheanna, agus déantar an solas bíogach atá ag dul isteach sa chraiceann a phreabadh ar ais mar sholas beag bíogach, agus is féidir struchtúr inmheánach an chraiceann a bheith ar eolas ó mhacallaí an tsolais pulsed éagsúla seo sa solas frithchaite.
Ina theannta sin, tá an-áisiúlacht ag an teicneolaíocht seo san oftailmeolaíocht, atá in ann íomhánna steiréascópacha den reitine a thógáil go domhain sa tsúil. Ligeann sé seo do dhochtúirí a dhiagnóiseadh an bhfuil fadhb ann lena bhfíochán. Níl an cineál scrúdaithe seo teoranta do na súile. Má sheoltar léasair isteach sa chorp le snáithín optúil, is féidir gach fíochán d'orgáin éagsúla sa chorp a scrúdú, agus d'fhéadfadh sé a bheith indéanta fiú a sheiceáil an bhfuil sé tar éis éirí ailse sa todhchaí.

Clog ultra-beacht a chur i bhfeidhm
Creideann eolaithe go má aléasair femtosecondDéantar clog ag baint úsáide as solas infheicthe, beidh sé in ann am a thomhas níos cruinne ná cloig adamhach, agus beidh sé ar an gclog is cruinne ar domhan ar feadh na mblianta atá le teacht. Má tá an clog cruinn, ansin tá cruinneas an GPS (Córas Suite Domhanda) a úsáidtear le haghaidh loingseoireachta carr feabhsaithe go mór freisin.
Cén fáth ar féidir le solas infheicthe clog beacht a dhéanamh? Tá gach cloig agus cloig doscartha ó ghluaiseacht luascadán agus fearas, agus trí ascalú an luascadáin le minicíocht creathadh beacht, rothlaíonn an giar ar feadh soicind, agus ní haon eisceacht é clog cruinn. Dá bhrí sin, d'fhonn clog níos cruinne a dhéanamh, is gá luascadán a úsáid le minicíocht creathadh níos airde. Tá cloig Grianchloch (cloig a ascalaíonn le criostail in ionad luascadáin) níos cruinne ná cloig luascadáin toisc go ascalaíonn an athshonadóir Grianchloch níos mó uaireanta in aghaidh an tsoicind.
Ascalaíonn an clog adamhach caeisiam, arb é an t-am caighdeánach anois é, ag minicíocht thart ar 9.2 gigahertz (réimír an aonaid idirnáisiúnta giga, 1 giga = 10^9). Úsáideann an clog adamhach minicíocht ascalaithe nádúrtha na n-adamh caeisiam chun an luascadán a athsholáthar le micreathonnta leis an minicíocht ascalaithe céanna, agus níl a chruinneas ach 1 soicind sna deich milliún bliain. I gcodarsnacht leis sin, tá minicíocht ascalaithe ag solas infheicthe 100,000 go 1,000,000 uair níos airde ná sin na micreathonnta, is é sin, ag baint úsáide as fuinneamh solais infheicthe chun clog cruinneas a chruthú atá na milliúin uair níos cruinne ná cloig adamhach. Tá an clog is cruinne ar domhan a úsáideann solas infheicthe anois tógtha go rathúil sa tsaotharlann.
Le cabhair ón gclog beacht seo, is féidir teoiric na coibhneasachta Einstein a fhíorú. Chuir muid ceann de na cloig beachta seo sa tsaotharlann agus an ceann eile san oifig thíos staighre, ag smaoineamh ar cad a tharlódh, tar éis uair an chloig nó dhó, bhí an toradh mar a bhí tuartha ag teoiric na coibhneasachta Einstein, mar gheall ar an dá "réimsí imtharraingthe" éagsúla. " idir na hurláir, ní léiríonn an dá chlog an t-am céanna a thuilleadh, agus ritheann an clog thíos staighre níos moille ná an ceann thuas staighre. Le clog níos cruinne, b'fhéidir fiú an t-am ar an wrist agus rúitín a bheith difriúil an lá sin. Is féidir linn go simplí taithí a fháil ar draíocht na coibhneasachta le cabhair ó chloig chruinne.

Teicneolaíocht moilliú luas éadrom
I 1999, d'éirigh leis an Ollamh Rainer Howe ó Ollscoil Hubbard sna Stáit Aontaithe solas a luasmhoilliú go 17 méadar in aghaidh an tsoicind, luas gur féidir le carr teacht suas leis, agus ansin mhoilligh sé go dtí leibhéal ar féidir fiú rothar teacht suas leis. Is éard atá i gceist leis an turgnamh seo an taighde is déanaí san fhisic, agus ní thugann an t-alt seo ach dhá eochair isteach maidir le rath an turgnaimh. Is é ceann amháin ná "scamall" d'adamh sóidiam a thógáil ag teocht an-íseal gar do absalóideach náid (-273.15°C), stát gáis speisialta ar a dtugtar comhdhlúthán Bose-Einstein. Is léasair é an ceann eile a mhodhnaíonn an mhinicíocht chreathadh (an léasair le haghaidh rialaithe) agus a ionradaíonn scamall adamh sóidiam leis, agus mar thoradh air sin, tarlaíonn rudaí dochreidte.
Úsáideann eolaithe an léasair rialaithe ar dtús chun an solas ceirteacha a chomhbhrú i scamall na n-adamh, agus tá an luas mall síos go mór. Ag an am seo, déantar an léasair rialaithe a mhúchadh, imíonn an solas pulsed, agus stóráiltear an fhaisnéis a iompraítear ar an solas bíogach i scamall na n-adamh. . Ansin tá sé ionradaithe le léasair rialaithe, déantar an solas pulsed a aisghabháil, agus téann sé as scamall na n-adamh. Mar sin déantar an chuisle a bhí comhbhrúite ar dtús a shíneadh arís agus athchóirítear an luas. Tá an próiseas iomlán chun faisnéis faoi sholas bíogach a iontráil isteach i scamall adamhach cosúil le léamh, stóráil agus athshocrú i ríomhaire, agus mar sin tá an teicneolaíocht seo cabhrach chun ríomhairí chandamach a bhaint amach.

An domhan ó "femtosecond" go "attosecond"
Femtosecondsatá thar ár samhlaíocht. Anois táimid ar ais i saol na n-atoseconds, atá níos giorra ná femtoseconds. Is giorrúchán é A don réimír SI atto. 1 attosecond = 1 × 10^-18 soicind = an míleú cuid de femtosecond. Ní féidir bíoga attosecond a dhéanamh le solas infheicthe mar ní mór tonnfhaid solais níos giorra a úsáid chun an chuisle a ghiorrú. Mar shampla, i gcás bíoga a dhéanamh le solas dearg infheicthe, tá sé dodhéanta bíoga a dhéanamh níos giorra ná an tonnfhad sin. Tá teorainn de thart ar 2 femtoseconds ag solas infheicthe, agus úsáideann bíoga attocond x-ghathanna tonnfhad níos giorra nó gathanna gáma le haghaidh an dara bíoga. Níl sé soiléir cad a gheobhaidh sé amach amach anseo agus bíoga X-gha an attosecond á n-úsáid. Mar shampla, cuireann úsáid flashes attosecond chun bithmhóilíní a shamhlú ar ár gcumas a ngníomhaíocht a bhreathnú ar scálaí ama an-ghearr, agus b'fhéidir struchtúr na mbithmhóilíní a aimsiú.