Ný bylting í Ultrashort Laser Pulse tækni

Leysir eru að verða óaðskiljanlegur hluti af óteljandi tækjum og atvinnugreinum. Þegar leysigeisli hefur samskipti við yfirborð efnis á nanóskala gefur hann frá sér ljósbylgju sem kallast „plasmon“ (plasma exciton), og eiginleikar tiltekins plasmaörvunar geta miðlað upplýsingum. Í sjónsendingu dælir leysir ljósi inn í íhlut sem kallast „mettandi gleypir“ til að framleiða sjónmerki.
Nýlega hafa Yu Yao, dósent í rafmagnsverkfræði við Arizona State University, og rannsóknarteymi hennar við Center for Photonics Innovation í Arizona State hannað hraðari, orkunýtnari nanóskala leysiþátt sem kallast grafen-plasma blendingur meta-skipulagður mettaður deyfari, eða GPSMA.
GPSMA hefur hugsanlega notkun í atvinnugreinum eins og fjarskiptum, upplýsingavinnslu, litrófsgreiningu og líflæknisfræði. Hægt er að nota gleypan til að bæta hraða, skilvirkni og heildarafköst til að efla gagnaflutning, upplýsingavinnslu, líflæknisfræðilega skynjun og myndgreiningartækni.
Vegna gagnlegra eiginleika þess í sjónrænni mótun og mettaðri frásog, tók teymi Yu Yao tilbúna málm-grafen blending í þróun sína.
Í nýlegri grein sem birt var í vísindatímaritinu ACS Nano greinir Yao frá því hvernig rannsóknarstofa hennar samþætti grafen-byggðan mettanlegan deyfara og hvernig þeim tókst að bæta tækið til að draga úr orkunotkun en viðhalda ofurhröðum viðbragðstíma.
Þeir náðu þessum mikilvægu niðurstöðum með því að hanna ljósnetsloftnet sem beinir ljósi að nanóskala eyður í efninu, þekktur sem heitur blettur, til að stuðla að frásogi. Með því að beina leysinum að þessum heitu reitum sáu þeir bætta frammistöðu og minni orkunotkun.
"Graphene er létt og hefur hraðan sjónviðbragðstíma, en lítið frásog í einlaga formi," sagði Yu Yao, "Við hönnuðum tækið þannig að hægt sé að auka ljósgleypni á heitum reitum á nanóskala um meira en þrjár stærðargráður, sem framleiðir ekki aðeins sterk ljósgleypni en einnig mettunargleypniáhrif. Með GPSMA erum við að búa til mettanlegt frásogstæki sem getur í raun dregið úr orkunotkun um næstum tvær til þrjár stærðargráður."
Byggt á verulega auknum hraða þess mun ný tækni þeirra opna ný tækifæri fyrir innrauða leysirrófsgreiningu og háhraða ljósmerkjasamskipti (ljósleiðara og gervihnattasamskipti).
„Tækið okkar getur starfað á metháum hraða,“ sagði Yu Yao, „Hefðbundnir mettanlegir gleypir geta starfað á nanósekúndu tímakvarða, en nú getum við náð um 60 femtósekúndum, meira en 100,000 sinnum hraðar en áður. "
GPSMA starfar nú á nær-innrauðum bylgjulengdum á rafsegulrófinu. Vegna þess að grafen hefur víðtæka sjónsvörun getur það lengt litrófsþekju sína yfir í lengri bylgjulengdir á innrauða litrófssvæðinu, sem hefur mikilvægar afleiðingar fyrir sameindalitrófsgreiningu og sjónsamskipti. Hins vegar, fyrir lengri bylgjulengdir, er jafnan erfiðara að ná mettanlegu frásogi og búa til ofurstutt leysirpúls. Þess vegna getur GPSMA hönnunarhugmyndin fyllt upp í slíkt tæknilegt bil.
Tækið Yu Yao liðsins hefur hugsanlega notkun í fjarskipta-, orku- og líflæknisiðnaðinum. Hægt væri að nota slíka gleypa til að bæta hraða, skilvirkni og heildarafköst ljósleiðarakapla, opna möguleika til að efla gagnaflutning, afköst sólarfrumna og sjúkdómsgreiningartækni.