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“星座中的卫星会组建‘星间互联网’,之前它们用无线电波‘对话’,现在升级为利用激光链路传递信息。”航天行云科技有限公司副总经理杜利近日接受科技日报记者采访时表示,通过携带能够发射和接收激光的载荷,星间通信将从“电波时代”跨入“激光时代”。在电波时代,卫星之间的通讯信号发射犹如“小李飞刀”,不断丢出信号包,刀刀命中,但数据量的传输体量有所限制。随着人们通讯需求的增加,很可能出现“拥堵”的情况,就如同一筐“飞刀”有发射需求,“小李”武功再高也很难通过传统模式完成。星间激光通信给出了解决之道,它犹如动感超人发射的“动感光波”,速度极快能量更大。那么星间激光通信为什么能够满足更大的需求?具体是一个什么样的通信过程呢?实现星间激光通信的难点又在哪里?又快又“重载”,激光传输好处数不胜数随着卫星通信传输数据需求的增加,传输数据量剧增,传统的微波通信受到传输容量的限制,成为星间通信“瓶颈”。杜利认为,现代的卫星通信在准确的基础上,需要量大、实时、传输距离远,这要求卫星通信具有更高的传输数据率。既然传统模式难以完成,那么什么载体更能担大任呢?人们想到了“光”,激光将以接近光速的速度传递信息,完成实时、快速的要求。星间激光通信所利用的激光比微波频率高3—4个数量级。频率越高意味着它在同样的时间里变化越大,就如同一个弹簧的“压缩”,能够“压入”更大量的数据,实现对数据的“重载”。选择激光作为载体,人们...
发布时间: 2019 - 08 - 16
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据外媒报道,英国研究人员研发出全球领先的复合半导体(CS)技术,能够为未来的高速数据通信提供支持。英国卡迪夫大学复合半导体研究院(Cardiff University's Institute for Compound Semiconductors,ICS)的一组研究人员与其他人合作,创造了一款超快、高度灵敏的雪崩光电二极管(APD),该款二极管产生的电子“噪音”与其他硅竞品的要小。APD是一种利用“光电效应”(光照射到材料时产生)且特别灵敏的半导体设备,能够将光转变成电。世界各地都需要速度更快、超级灵敏的APD,用于高速数据通信应用以及自动驾驶汽车的光探测和测距(激光雷达)系统。卡迪夫大学的研究人员在先进材料和设备Ser Cymru研究组教授、ICS的科学主任、Ser Cymru研究组高级工程和材料主席Diana Huffaker的带领下,与谢菲尔德大学(University of Sheffield)、加州大学洛杉矶分校的加州纳米系统研究所(California NanoSystems Institute)合作研发了该技术。Huffaker教授表示:“我们的研究是为了研发出具有超低额外噪音、高灵敏度的雪崩光电二极管,从而使其成为一种高性能接收器,用于网络和传感应用。该技术的创新之处在于利用分子束外延(MBE),在原子间“生长”出复合半导体晶体,从而研发出先进材料。此类材料结合了四...
发布时间: 2019 - 08 - 16
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空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式。与传统微波通信相比,激光通信具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优点,且其通信终端体积小、功耗低、实用性极高,引发各国研究热潮。空间激光通信技术的发展和突破对增强空间信息传输的实时性、安全性以及未来深空探测意义重大,有望变革未来空间通信技术发展。优势与挑战并存随着空间技术、传感技术等的发展,卫星及各种航天器所需的信息传输量呈指数级增长,目前空间通信所采用的以微波通信为主的通信手段已难以满足急剧增长的通信容量需求。空间激光通信被认为是最有潜力革新空间通信的颠覆性技术。较高的数据传输速率。空间激光通信的载波频率范围为190~560太赫兹,为微波通信频率的数千倍乃至数万倍,具有巨大的宽带提升空间,可实现更高的数据传输速率,使从空间传回海量视频和高精度测量数据成为可能,对于自然灾害监测、军事通信等具有重要的战略意义。令各国掀起研究热潮的颠覆性技术—空间激光通信系统终端体积小、质量轻、功耗低。相比于微波,激光的波长要短许多。波长越短,能量越高,所受的衍射作用越小,激光所需的发射和接收天线尺寸可以成倍缩小,使得激光通信系统终端的体积、质量以及功率都远远优于微波通信,高度满足空间应用对有效载荷小型化、轻量化、低功耗的要求。抗电磁干扰能力强、安全保密性高。空间激光通信采用激光作为载波,激光光束极...
发布时间: 2019 - 07 - 18
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导读: OCT将半导体激光、超快光学技术,超灵敏探测、电子学、计算机控制和图像处理技术结合在同一系统之中,相对于传统检测手段来说,拥有分辨率高,对样品无伤害,可获得样品的实时测量结果等特点。  光学相干层析技术( Optical Coherence Tomography, 简称OCT )以低相干测量为原理,是一种新型成像技术,可进行活体组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。OCT是超声的光学模拟品,而纵向分辨力更高,又不象X 射线和射频电磁场一样对生物体产生不良影响。因此OCT 特别适用于那些具有高散射,非透明性质的样品,而生物体就是这样的样品。    目前OCT越来越多的被应用到生物体组织的诊断,特别是眼科以及皮下组织的病变诊断。其穿透深度几乎不受眼透明屈光介质的限制,可观察眼前节,又能显示眼后节的形态结构,在眼内疾病尤其是视网膜疾病的诊断,随访观察及治疗效果评价等方面具有良好的应用前景。    图1为OCT影象和超声波检测结果进行对比,很显然,OCT的分辨率更高,影象更清晰。OCT的基本原理如图2所示,基本功能部分为2Х2的WDM,将检测光和参考光都输入光纤,并在光纤耦合器中分成2部分,一部分进入参考臂,一部分进入采样臂。当参考臂上反射回来的光和采样臂上反射回来的光进行干涉的时候,在干涉臂探测器上将获得最强信号。然后对不同...
发布时间: 2019 - 01 - 16
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由OFweek中国高科技行业门户主办,OFweek激光网承办的“OFweek 2018第十四届中国先进激光技术应用峰会暨‘维科杯’激光行业年度评选颁奖典礼”于9月18日在上海虹桥金古源豪生大酒店成功举办。本场峰会集结了众多行业权威专家、一线企业代表,围绕当前激光行业发展现状及未来趋势进行深入探讨,并于同期举办激光行业年度评选颁奖典礼,共促激光行业健康向前发展。上海市激光技术研究所副所长张伟出席了本次峰会,并作“激光精细加工技术现状及发展趋势”主题演讲。近些年来,随着消费电子市场需求的高涨,对光学电子器件精度上的要求越来越高,激光精细加工技术因而备受重视。就目前而言,国内精细加工还在处于起步期,主要存在两方面问题:一是光源,即皮秒、飞秒激光器光源的稳定性和可靠性问题,国内光源产品能够做到真正满足系统集成需求的还比较少;二是加工工艺,包括面向构造的加工工艺,这些工艺技术直接决定了设备的整体架构,对下游加工影响很大。张伟表示,在市场需求的大力驱动下,先进激光技术不断加速产业应用。2017年是激光器市场的高峰年,市场合计约为125亿美元,其中工业激光器总收入超过了34亿美元。目前,中国已经成为了全球最大的激光加工系统市场,占到总份额的30%以上,并仍保持着高位增速。在工业激光系统方面,国产化进程不断加快,出口比率在持续增加。为了强化产业发展,需要整合资源,完善整个产业上下游的整体结构。特别...
发布时间: 2019 - 01 - 16
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近日,南京大学化学化工学院陈洪渊院士团队在基于等离子体激光体系的发光探针方面取得重要进展。现代生命科学和医学的高度发达,很大程度上依赖于发光探针的先进性及其发展。过去几十年,人类创造出一系列的发光物质,并得以在基础研究、医学诊断及化学工业等多个层面广泛应用。这些发光探针包括:有机荧光染料、半导体量子点、荧光蛋白、上转换荧光材料、生物发光分子等等。使用不同颜色的发光探针,可观测生物体系中多种生物分子的协同行为,或同时分析多种特征的疾病标志物。上述发光探针的发光行为都是基于自发辐射,具有较宽的发射光谱分布。这种宽谱的发光特征,从物性限制了同时标记和检测的发光探针的种类不过4-5种。如能从物性根源上改变发光探针的发光行为,使其发光呈现出类似激光的单色性,有望大大拓展生命分析的容许通道数。然而,二能级等离子激光体系离实际生物应用还有较大的距离。要在纳米尺度内实现光的受激辐射放大,必须对增益介质和谐振腔内的电子跃迁和能量转移实施精准的设计和调控,以降低激射阈值、延长激射时间,满足实际生物应用的要求。在激光基础理论的启发下,研究团队通过设计增益介质的电子能级,利用电子的三重激发态跃迁,第一次在实验上构建了三能级的等离子体激光探针。 受益于三重激发态的长寿命以及自旋禁阻的量子规则,实现了~3 nm的激射线宽、~102 μs的发光寿命以及低至1 mJ cm-2的激射阈值(较之前降低了2个数量级),...
发布时间: 2019 - 01 - 16
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