เกนขนาดกลางช่วยเพิ่มพลังให้กับโซนิคคริสตัล ‘saser’

เกนขนาดกลางช่วยเพิ่มพลังให้กับโซนิคคริสตัล 'saser'

นักวิจัยในจีนและสเปนประสบความสำเร็จในการสร้าง saser ซึ่งเทียบเท่ากับเลเซอร์สำหรับคลื่นเสียง โดยการเพิ่มตัวกลางขยายเสียงให้กับวัสดุอะคูสติกเทียมที่เรียกว่า  รุ่นใหม่นี้สามารถนำไปใช้ในการทดสอบอัลตราโซนิกทางการแพทย์และการทดสอบวัสดุที่ไม่ทำลาย รวมถึงพื้นที่อื่นๆสื่อเกน (หรือที่เรียกว่าสื่อที่ใช้งานอยู่) เป็นเรื่องธรรมดาในเลนส์และเป็นส่วนสำคัญของเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม 

พวกเขาไม่เคย

ทำงานเกี่ยวกับคลื่นเสียงมาก่อนผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุอะคูสติกอธิบาย ในเลเซอร์ ตัวกลางเกนมักประกอบด้วยวัสดุเช่น เซมิคอนดักเตอร์ คริสตัลเจือ หรือแก้วที่ล้อมรอบด้วยช่องแสงที่สะท้อนแสงสูง ด้วยการกระตุ้นอิเล็กตรอนภายในตัวกลางนี้ให้ปล่อยพลังงานเนื่องจากการชนกับโฟตอนในโพรง จึงเป็นไปได้

ที่จะสร้างลำแสงโฟตอนที่สอดคล้องกันทั้งหมดสั่นพร้อมเพรียงกันที่ความถี่เดียวกันซาเซอร์ใหม่ใช้โฟนัน ซึ่งเป็นคลื่นเสียงที่ประกอบด้วยการสั่นของเสียง แทนที่จะเป็นโฟตอน และตัวกลางที่ได้รับประกอบด้วยฟิล์มคาร์บอนนาโนทิวบ์ (CNT) ที่นี่ การระเบิดของความร้อนจะถูกแปลงเป็นเสียงเมื่อจ่ายกระแสไฟ

สลับกับฟิล์ม กระบวนการขยายเสียงอะคูสติกนี้สร้างเสียงแม้ไม่มีโพรงและไม่มีเสียงกระตุ้นโหมดแกลเลอรี่กระซิบร่วมกับและเพื่อนร่วมงานสร้าง saser ของพวกเขาจากผลึกโซนิคที่ทำจากแท่งเทอร์โมพลาสติกที่จัดเรียงในลักษณะที่เรียกว่าซึ่งเป็นรูปแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการสานตะกร้า

ของญี่ปุ่น แท่งซึ่งทำจากอะคริโลไนไทรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (ABS) ที่หุ้มด้วยฟิล์ม CNT ช่วยให้นักวิจัยสามารถควบคุมการกระตุ้นด้วยคลื่นเสียงที่จำกัดและขยายอย่างมากซึ่งหมุนรอบขอบของโครงสร้าง การกระตุ้นที่ขอบที่ได้รับการปกป้องด้วยทอพอโลยีเหล่านี้เรียกว่าโหมดแกลเลอรีเสียงกระซิบ 

และตั้งชื่อตามปรากฏการณ์ที่โด่งดังในปัจจุบัน (สังเกตครั้งแรกโดยลอร์ด เรย์ลีห์ในปี พ.ศ. 2421) ของคลื่นเสียงที่เคลื่อนตัวไปรอบ ๆ ห้องโถงโค้งของมหาวิหารเซนต์ปอลในลอนดอน “วิธีนี้ช่วยให้แนวทางที่ค่อนข้างยืดหยุ่นและปรับแต่งได้ในการสร้างสื่ออัตราขยายเสียงที่ขึ้นอยู่กับผลกระทบ

ของเทอร์โมอะคูสติก 

ซึ่งความร้อน (จูลที่ผันผวน) จะถูกแปลงเป็นเสียงเมื่อกระแสสลับถูกนำไปใช้กับแท่งพลาสติก ABS ที่เคลือบฟิล์ม ” เฉิงอธิบาย “โหมดแกลเลอรีเสียงกระซิบเชิงทอพอโลยีไม่เพียงหมุนรอบฉนวนกันเสียงที่ปิดล้อมผ่านสถานะขอบที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังแยกออกคู่และเน้นการปล่อยเสียงที่ความถี่ที่ได้ยิน”

การสแกนเสียงที่เข้มข้นและตรงประเด็นยิ่งขึ้นดังกล่าวสามารถดึงดูดความสนใจในอัลตราโซนิกทางการแพทย์ ซึ่งเป้าหมายหลักคือการกำหนดเป้าหมายและโฟกัสคลื่นเสียงความเข้มสูง  โดยมีการแพร่กระจายเพียงเล็กน้อย  ในพื้นที่ขนาดเล็กมาก เขาบอกกับ ในทำนองเดียวกัน การทดสอบ

ได้วางแผนที่จะปรับเปลี่ยนโทโพโลยี เพื่อให้เปล่งเสียงด้วยความถี่อัลตราโซนิกที่มีประโยชน์มากขึ้น ไม่ใช่แค่เสียงต่ำเท่านั้น “สิ่งนี้จะต้องทำให้ผลึกโซนิคหดตัวลง แต่อาจเป็นไปได้ด้วยการเปลี่ยนตัวกลางรับเสียงแบบเทอร์โมอะคูสติก” คริสเตนเซนกล่าวแบบไม่ทำลายสำหรับรอยร้าวในวัสดุ

ของดวงตา เป็นเทคนิคที่ทรงพลัง และไม่จำกัดเฉพาะเครื่องมือวิจัยขนาดใหญ่อีกต่อไป: การถ่ายภาพหลายสเปกตรัมนักดาราศาสตร์มักต้องการวัดด้วยสเปกโตรกราฟที่ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ช่วงสเปกตรัมประเภทนั้นเคยพบได้น้อยมากสำหรับอุปกรณ์ที่มองลงมาจากดาวเทียม

มายังโลก แต่ตอนนี้มีดาวเทียมไฮเปอร์สเปกตรัมหลายดวงขึ้นไปสแกนชั้นบรรยากาศ ทะเล หรือผืนดิน ดาวเทียมรุ่นใหม่เหล่านี้ใช้เซนเซอร์ที่ซับซ้อนกว่าตัวกรองบรอดแบนด์แบบเก่า และนั่นหมายความว่าสามารถรับความละเอียดเชิงสเปกตรัมและความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ดีได้ในเวลาเดียวกัน 

ด้วยเหตุนี้

จึงสามารถแยกความแตกต่างได้ เช่น ต้นไม้เติบโตได้ดีเพียงใด ใบไม้ในภาพเป็นภาพประเภทใด หรือแร่ธาตุประเภทใดบนพื้นผิวโลก ด้วยตัวกรองบรอดแบนด์ คุณจะได้รับข้อมูลบางอย่าง แต่ค่อนข้างหยาบ เพื่อทำให้เซ็นเซอร์ของเราไวต่อสีแดงมากขึ้น และความล้าสามารถใช้ประโยชน์จากลำแสงเสียง

เทคโนโลยีนี้กำลังขยายไปยังเครื่องมือที่มีราคาไม่แพง มีการใช้งานบนโดรน เช่น บินเหนือพื้นที่การเกษตรเพื่อทำการสำรวจทางการเกษตร และในการแปรรูปอาหาร ซึ่งคุณอาจใช้มันเพื่อตรวจสอบว่ามันฝรั่งของคุณมีเชื้อราหรือไม่ ด้วยข้อมูลสเปกตรัมที่มีความละเอียดสูง คุณจึงสามารถเห็นได้

อย่างแท้จริงว่าปัญหาคืออะไร แทนที่จะตรวจจับเพียงการเปลี่ยนสีเล็กน้อย เซ็นเซอร์โค้งสำหรับระบบออปติกส่วนใหญ่ รวมถึงดวงตาของเรา พื้นผิวโฟกัสจะเป็นทรงกลมหรือโค้งก็ได้ อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ทั้งหมดที่เคยผลิตในเชิงพาณิชย์จะมีลักษณะแบนราบ เนื่องจากเมื่อคุณสร้างเซ็นเซอร์ โดยทั่วไปแล้ว

คุณจะเริ่มต้นด้วยแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ได้รับการขัดเงาให้แบนจนคุณสามารถมองเห็นใบหน้าของคุณได้ และอุปกรณ์การผลิตทั้งหมดได้รับการออกแบบให้ใช้งานกับแผ่นเวเฟอร์แบบแบน ตัวอย่างเช่น เครื่องพิมพ์หินแบบออพติคัลราคาแพงขนาดใหญ่ที่ฉายลวดลายบนซิลิกอนเพื่อสร้างโครงสร้าง

ของวงจรจะโฟกัสได้ถูกต้องก็ต่อเมื่อพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ (150–200 มม.) แบนราบถึงความแม่นยำ 1 µm ซึ่งหมายความว่า ที่อุปกรณ์สำเร็จรูปจะแบนเท่านั้นและไม่สามารถโค้งงอได้เมื่อทำครั้งแรก อย่างไรก็ตาม, มีงานพัฒนาจำนวนมากที่ดำเนินการเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ช่วยให้คุณสามารถโค้งงอแผ่นเวเฟอร์

ได้หลังจากที่ทำเสร็จแล้ว สิ่งนี้ทำได้ยากเนื่องจากซิลิกอนเป็นคริสตัลและไม่ชอบการงอ  คุณจะกดดันเมื่องอมัน และตอนนี้เรากำลังเรียนรู้ถึงขีดจำกัดของจำนวนที่คุณสามารถทำได้และยังคงใช้งานได้ใน ระบบภาพ.ที่แคบของอุปกรณ์ เนื่องจากจะทำให้การสแกนเสียงมีความเข้มข้นและตรงจุดมากขึ้น

credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com