۲۶ تیر ۱۴۰۰//دیدگاه‌ها برای عنوان: 20فناوری فوتونیکی برتر سال 2020 به انتخاب سایت laserfocusworld (قسمت سوم) بسته هستند
صفحه نخست » دانستنی‌های لیزر » عنوان: 20فناوری فوتونیکی برتر سال 2020 به انتخاب سایت laserfocusworld (قسمت سوم)

در نوشتار بقیه فناوری‌های فوتونیکی برتر در سال 2020 از دیدگاه سایت laserfocusworld تقدیم می‌شود.

  1. در مراکز داده، صفحات پشتی یا اصطلاحا بک‌پلین‌ها[1]، مدارهای چاپی را به یکدیگر متصل ‎می‎کنند تا یک گذرگاه رایانه‎ای تشکیل دهند. در این صفحات، تغییر روش ارتباطی از الکتریکی به نوری ‎می‎تواند سرعت انتقال داده را تا حد زیادی بالا ببرد و به ایجاد رایانه‎ها‎یی با عملکرد بسیار بالا[2] کمک کند. گروهی از دانشمندان دانشگاه علم و صنعت هواژونگ[3] (ووهان ، چین) یک بک‌پلین پرسرعت و با ظرفیت زیاد و کوچک مبتنی بر موجبرهای پلیمری نوری را بر روی یک بستر شیشه‏ای ساخته‏اند که از لیزرهای گسیلنده سطحی با کاواک عمودی (VCSEL)[4] برای انتقال داده در 850 نانومتر استفاده می‏کند. انتقال داده در این شبکه بک‌پلین از طریق هشت کانال موازی، به Gbyte/s 15 (انتقال داده بدون خطا) ‎می‎رسد. در بک‌پلین‌ها‎ی نوری ، Gbit/s 10 در یک کانال توسط تراشه‎ها‎ی آرایه‏ای دروازه‎ای قابل برنامه‎ریزی، بدون خطا پردازش ‎می‎شود. در یک آزمایش بر روی این بک‌پلین یک سیگنال بیتی متناوب شبه‌تصادفی از طریق یک گیرنده ماژول نوری مدوله شد. سیگنال نوری از طریق یک کوپلر و چهار خروجی از موجبر آرایه‎ای موازی از جنس پلیمر 1 × 8 منتقل شد، سپس از طریق یک کوپلر دیگر به گیرنده-فرستنده ثانویه که تبدیل نوری به الکتریکی را انجام ‎می‎داد منتقل شد و سرانجام، تصحیح نرخ خطای بیت برای آن انجام شد. برای هر چهار کانال، تعداد خطای بیت صفر بود.

برای مطالعه این مطلب می‎توانید به لینک زیر مراجعه کنید (شماره اکتبر‎2020) [i]

 

  1. 17. برای برخی از انواع سیستم‎ها‎ی تصویربرداری، مانند میکروسکوپ‎ها‎، ممکن است اجسام شفاف باشند اما روی فاز تأثیر بگذارند، تشخیص یا بازیابی اطلاعات فاز ‎می‎تواند به بهبود روند تصویربرداری کمک کند. بازیابی فاز، که بازیابی محاسباتی اطلاعات فاز پنهان شده از داده‏های شدت است، پیش از این نیز وجود داشته است اما در حالت‌های متداول آن، کند است و برای بازیابی هر مقدار مفید از اطلاعات فاز، نیاز به محاسبات سنگین دارد. دانشمندان دانشگاه استنفورد کالیفرنیا یک تکنیک بازیابی فاز (شکل 1) بر اساس شبکه‎ها‎ی عصبی بازمانده عمیق[5] طراحی کرده‏اند که با سرعت و دقت بالا فاز پنهان را برای توابع عمو‎می نقطه گستر[6] استخراج ‎می‎کند. شبکه عصبی اطلاعات را پردازش ‎می‎کند و ضرایب زرنیک[7] مرتبه 1 تا 6 را صادر ‎می‎کند (مطابق با شاخص‎ها‎ی به اصطلاح نول 2 تا 28). تعداد زیادی تابع نقطه گستر مورد نیاز است: قبلا تعداد 200000 مورد کافی نبود و محققان سرانجام به عدد 2000000 تابع نقطه گستر دست یافتند. این رویکرد ‎می‎تواند به‌طور بالقوه برای انجام بازیابی فاز اطلاعات فاز غیر زرنیک گسترش یابد و همچنین ‎می‎تواند در طراحی پوشاننده‎ها‎ی فاز مفید باشد.

 

برای مطالعه این مطلب می‎توانید به لینک زیر مراجعه کنید (شماره ژانویه2020) ii

 

شکل 1: بزرگی ضرایب مختلف زرنیک ، در اینجا به شاخص‎ها‎ی نول از 2 تا 28 تبدیل ‎می‎شود ، که برای ورودی (سیاه) و خروجی (آبی) از  تابع‎ها‎ی نقطه گستر آزمایشی که توسط یک شبکه عصبی بازمانده عمیق تحلیل ‎می‎شود ، مقایسه شده است. می‎توان دید که ورودی و خروجی زرنیک  به یکدیگر نزدیک شده اند.

 

 

 

سایر موارد برگزیده

 

  1. 18. در حالی که لیزرهای فیبر پیکو- و فمتوثانیه، دارای ویژگی‎ها‎ی قابل توجه بسیاری هستند، برای نور فوق سریع با بالاترین قدرت، باید به لیزرهای حالت جامد مراجعه کرد. گروهی از محققان در فرانهوفر آلمان نه تنها بر محدودیت‎ها‎ی قدرت لیزر فوق سریع فائق آمدند، بلکه علاوه بر آن سبب توسعه فناوری‎ها‎ی در طول زنجیره فرآیند از تولید پالس تا فناوری پردازش و کاربردهای آنها در دنیای واقعی شدند. با استفاده از تکنیک InnoSlab (یک کریستال مستطیلی بین دو چاهک گرم که به‌طور طولی توسط دیودهای لیزری موازی پمپ ‎می‎شود)، یک تقویت‌کننده فوق سریع ساخته شده است که پالس‎ها‎ی فشرده کمی ‎بیشتر از 1 میلی ژول انرژی را در 500 کیلوهرتز( و در نتیجه با قدرت متوسط ​​ 530 وات)، ارسال ‎می‎کند. محققان با استفاده از یک سلول نوع هریوت[8] پر از گاز، طول پالس را از 590 به 30 فمتوثانیه (با کمتر از 5 درصد اتلاف انرژی)، کاهش دادند. پروژه CAPS به میانگین خروجی لیزر فوق سریع 10 تا 20 کیلووات دست یافته است.

شکل2: یک تقویت‌کنندهInnoSlab  کلاس 500 W در یک پیکربندی هفت گذری[9] با بهره = 53 (بالا) و یک تقویت کننده کلاس 500W    تک گذری[10] با بهره = 2 (پایین) نشان داده شده است.

 

 

برای مطالعه این مطلب می‎توانید به لینک زیر مراجعه کنید (شماره ژانویه2020) iii

 

  1. 19. چاپ اجزای نیمه‎ها‎دی یک فرآیند نسبتاً تازه است، اما صنعت اپتوالکترونیکی در حال حاضر سرمایه‌گذاری زیادی در تولید نمایشگرهای چاپی OLED و سلول‎ها‎ی خورشیدی انعطاف‌پذیر داشته است. دانشمندان آلمانی اکنون آشکارسازهای آلی فوتودیود قابل چاپ را اختراع کرده‎اند که ‎می‎توانند رنگ‎ها‎ را تشخیص بدهند، که این موضوع برای ارتباط نوری مرئی[11] و سایر کاربردها ‎می‎تواند مفید باشد. مولکول‎های آشکارساز نوری از پذیرنده‎ها‎ی غیرفلورن[12] تشکیل شده‌اند که در یک ماتریس پلیمری شفاف[13]تعبیه شده اند. پذیرنده‎ها‎ی غیرفلورن مختلف باندهای مختلفی برای جذب رنگ تولید ‎می‎کنند –به‌عنوان مثال، در قرمز و در سبز-آبی. محققان یک سیستم ارتباط نوری مریی دو رنگ را برای ایجاد نمایشی از فوتودیودهای آلی گزینش رنگ ، با روش جوهرافشان چاپ کردند. آنها ‎می‎گویند که چیدمان بسیار ساده آن‌ها ‎می‎تواند تا Mbit/s 5/3 انتقال داشته باشد.

برای مطالعه این مطلب می‎توانید به لینک زیر مراجعه کنید (شماره مارس2020) iv

 

 

  1. تقریباً دو میلیون نفر در سراسر جهان از بیماری RP یا ورم رنگیزه‌ای شبکیه[14] رنج ‎می‎برند. این بیماری یک بیماری تخریبگر است که به گیرنده‎ها‎ی نوری در شبکیه چشم آسیب ‎می‎زند و در نهایت منجر به کوری ‎می‎شود. گروه LambdaVision ، در حال توسعه یک ایمپلنت مبتنی بر باکتریورودوپسین[15] با قابلیت بازگرداندن بینایی با کیفیت بالا به بیمارانی است که آسیب غیرقابل جبرانی به گیرنده‎ها‎ی نوری آن‌ها رسیده است. در این دستگاه، یک لایه باکتریورودوپسین ضخیم تک مولکول با یک پلیمر پلی‌کاتیونی[16] پوشانده شده است. چندین لایه اضافی باکتریورودوپسین / پلی‌کاتیون یکسان برای تشکیل ایمپلنت کامل استفاده ‎می‎شود. نیروهای الکترواستاتیک ذاتی، مولکول‌ها را تراز و ثابت ‎می‎کنند و در نتیجه ساختار چند لایه جهت‌دار دارای چگالی نوری مورد نیاز برای جذب نور و ایجاد گرادیان یونی کافی برای تحریک شبکیه است. علاوه بر تقلید از ویژگی‎ها‎ی الکترواپتیکی میله‎ها‎ یا مخروط‎ها‎، محیط اطراف چشم پروتون‎ها‎ی لازم را برای سازگاری با مکانیسم پمپاژ پروتون باکتریورودوپسین فراهم ‎می‎کند، به این ترتیب هیچ نیروی خارجی مورد نیاز نیست.

برای مطالعه این مطلب می‎توانید به لینک زیر مراجعه کنید (شماره آگوست2020) v

 

 

 

 

منبع:

https://www.laserfocusworld.com/home/article/14187586/laser-focus-worlds-top-20-photonics-technology-picks-for-2020

مراجع متن

[1] backplane

[2] high-performance computers: (HPC)

[3] Huazhong University of Science and Technology

[4] vertical-cavity surface-emitting lasers

[5] deep residual neural networks( NNs)

[6] general point-spread functions (PSF)

[7] Zernike coefficient

[8] Herriott

[9] seven-pass

[10] single-pass

[11] visible light communication(VLC)

[12] nonfullerene acceptors (NFA)

[13] polyindenoflurorene-8-triarylamine(PIF)

[14] Retinitis Pigmentosa (RP)

[15] bacteriorhodopsin

[16] polycation

[i] https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14183675/optical-polymer-waveguide-backplane-for-highperformance-computers-has-zero-biterror-count

 

[ii] https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14074177/deep-neural-network-accurately-retrieves-phase-information-from-3d-pointspread-functions

 

[iii] https://www.laserfocusworld.com/lasers-sources/article/14073857/ultrashortpulsed-laser-sources-with-kilowatt-power-for-industrial-applications

 

[iv] https://www.laserfocusworld.com/detectors-imaging/article/14168561/simple-inkjetprinted-colorselective-organic-photodiodes-require-no-optical-filters

 

[v]  https://www.laserfocusworld.com/detectors-imaging/article/14179635/selfpowered-artificial-retina-uses-lightactivated-protein-to-enable-meaningful-sight