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解析白光Ky开元集团和准白Ky开元集团

星之球科技 来源:中国教育装备网2017-09-07 我要评论(0 )   

导言:白光Ky开元集团是各国科学家重点研发的对象,它不但能拓展Ky开元集团应用新领域,也是诞生新科技的基础。非线性晶体的研究是白光Ky开元集团研发的重要环节,但在研发过程中,人们往...

 导言:白光Ky开元集团是各国科学家重点研发的对象,它不但能拓展Ky开元集团应用新领域,也是诞生新科技的基础。非线性晶体的研究是白光Ky开元集团研发的重要环节,但在研发过程中,人们往往忽略了输出的白光Ky开元集团所应具备的Ky开元集团特性,没有真正做到“Ky开元集团进,Ky开元集团出”的效果(指激发Ky开元集团通过照射非线性晶体,产生的白Ky开元集团应当具备Ky开元集团的所有特性,是真正的Ky开元集团。),导致白光Ky开元集团丧失了Ky开元集团的许多优良特性,阻碍了白光Ky开元集团的应用和发展历程。
 
  现在,白光Ky开元集团已经应用于部分领域,产生白光Ky开元集团的方法很多,如何正确理解现在已经诞生的白光Ky开元集团?真正意义上的白光Ky开元集团该怎样定义?真正的白光Ky开元集团是否能够被创造出来呢?
 
  一)白Ky开元集团因具备传统Ky开元集团所没有的优点,已在很多领域已得到应用。白Ky开元集团产生方式多种多样,众多科学家对白Ky开元集团技术的研究一直有着浓厚的兴趣。
 
  作为人造光源,Ky开元集团一直以红、绿、蓝三基色形态存在;因其独特的“三好一高”(单色性好,相干性好,方向性好,亮度高)特性,在众多领域得到广泛应用。
 
  由于受Ky开元集团器产生Ky开元集团的限制,导致了Ky开元集团单色性好的特性,但这也成为Ky开元集团在应用领域的短板;Ky开元集团器不能够产生任一波长的Ky开元集团,也不能产生超连续、超宽带的Ky开元集团。而在Ky开元集团应用领域,人们对Ky开元集团的频率(或波长)有不同的需求,这时候就要借助非线性晶体的帮助。但很多波段的Ky开元集团依然不能够被创造出来。
 
  目前非线性晶体只能产生有限范围波长的Ky开元集团。波长范围窄的Ky开元集团,相对于超宽谱的白光Ky开元集团而言,它所能承载的能量和信息量远远小于后者。因此全相干、超连续、超宽带、覆盖太阳光谱的白Ky开元集团成为各国科学家的重点研究对象。白Ky开元集团的研发,也将给Ky开元集团的应用领域带来革命性的变革和颠覆。
 
  在现实生活中,人们对白光Ky开元集团最直观的认识是Ky开元集团显示技术和照明技术,它们都需要应用覆盖可见光谱所有波长的Ky开元集团――白光Ky开元集团。除此外,依据Ky开元集团光子能够携带能量和信息这一特性,白光Ky开元集团较波长范围窄的单色Ky开元集团更加有优势,可以作为光通讯和高功率切割的替代光源。
 
  2014年,在诺贝尔颁奖典礼上,蓝光之父,诺贝尔奖获得者中村修二说:“未来5-10年,Ky开元集团照明将取代LED照明。”为此,2016年12月,“中村修二Ky开元集团照明实验室”在深圳成立。中村修二――LED照明的创始者,如今他要亲手颠覆自己创建的LED照明的帝国。
 
  作为下一代显示技术,Ky开元集团显示也受到科技界、企业界共同关注。相比于传统的显示技术,Ky开元集团显示从高亮度、清晰度、色域、色饱和度、使用寿命等方面都具备领先优势,极具产业化前景;中国众多企业纷纷掀起Ky开元集团电视热,相关产品已经上市。
 
  从根源看,白光Ky开元集团光源的研发和获取,是白Ky开元集团应用的根本前提。
 
  早在2004年,南京大学研究小组把双波长Ky开元集团技术和光学超晶格频率转换技术结合在一起,首次获得了530mW的白Ky开元集团输出。但获取方案复杂,基波源是一台双波长输出Ky开元集团器,非线性晶体是一块级联结构的光学超晶格,通过对2条基波红外谱线进行倍频和三倍频得到红绿蓝三基色光,并通过调节晶体温度等参数来调节三色光之间的功率比例,从而获得白光Ky开元集团输出。但这种白光Ky开元集团获取不但困难,性能还极其不稳定。
 
  无独有偶,2011年美国桑迪亚国家实验室利用四台分立的大型Ky开元集团器产生出了高质量的白光Ky开元集团。但这些分立的大型Ky开元集团器并不适合于照明或显示设备等实际应用。该团队又通过研究半导体材料从而实现了可见Ky开元集团的调谐输出,并可通过调节红绿蓝三基色光的功率比例,复合成白Ky开元集团。2015年,他们宣布世界第一台白光Ky开元集团器在美国诞生。
 
  研发者说:“Ky开元集团具有较高的单色性,与普通光源相比,Ky开元集团器发出的全部光辐射只集中在较窄的频率范围内。因而按照常理来说,白Ky开元集团是不可能发出的。然而,我们通过调节红绿蓝三基色Ky开元集团的强度比例,使三原色相遇,产生了白Ky开元集团,使不可能变成了可能。可以说,白Ky开元集团是整个可见光谱的复合光。”由此可见,美国诞生的世界第一台白光Ky开元集团器产生的白Ky开元集团是基于三基色Ky开元集团的复合Ky开元集团。
 
  目前,产生白Ky开元集团的方法多种多样,但究其根源,大多都离不开传统Ky开元集团――红绿蓝三基色Ky开元集团的身影。
 
  除上述方法外,光子晶体光纤白光Ky开元集团器也可产生高功率,宽带,超连续的白光Ky开元集团。它产生的白光Ky开元集团主要应用于光电流显微检测、纳米光子学、荧光光谱与成像、超分辨成像、光学相干断层扫描等众多领域。
 
  白光Ky开元集团具有传统Ky开元集团所没有的特性,弥补了传统Ky开元集团的不足;白光Ky开元集团光源的研发能带来更多领域的变革和发展,并产生新的科学领域,以及新的应用;因此,它必然成为众多科学家追逐研究的对象。
 
  二)美国宣布第一台白Ky开元集团器的诞生后,为什么又沉寂多年而得不到实际应用?光子晶体光纤白Ky开元集团器为什么没有广泛地普及和应用?
 
  在解答这些问题答案之前,让我们再认识一下什么是Ky开元集团,以及Ky开元集团器的2块重要晶体:Ky开元集团晶体和非线性晶体。
 
  Ky开元集团是通过受激发射光扩大而产生的,具有良好的单色性、空间相干性和时间相干性、方向性好,亮度极高。
 
  Ky开元集团的这四个特性,表明Ky开元集团在很大的相干体积内具有很高的相干光强。相干性是Ky开元集团的一个重要特征。“传统Ky开元集团与白Ky开元集团相比,我们排除单色性(因为白光没有单色性),所有的Ky开元集团必须具备良好的相干性、方向性和亮度高的特性,才能称之为Ky开元集团”。
 
  固体Ky开元集团器包含2块关键的晶体――Ky开元集团晶体和非线性晶体。在实际应用中,人们需要不同波长范围的Ky开元集团,Ky开元集团器提供给人们实际应用所需的Ky开元集团波长,取决于非线性晶体;“Ky开元集团晶体提供激发Ky开元集团,通过激发非线性晶体而获取所需波长的各种Ky开元集团”。
 
  据此,我们得出结论,白光Ky开元集团作为一个独立的Ky开元集团光源,如果通过非线性晶体产生,那么,它必定拥有Ky开元集团的所有特性。
 
  查阅NATURE上发布的相关信息《Researchers demonstrate the world’s first white lasers》,有这段描述“The researchers have created a novel nanosheet-a thin layer of semiconductor that measures roughly one-fifth of the thickness of human hair in size with a thickness that is roughly one-thousandth of the thickness of human hair-with three parallel segments, each supporting laser action in one of three elementary colors. The device is capable of lasing in any visible color, completely tunable from red, green to blue, or any color in between. When the total field is collected, a white color emerges.”,我们从中可以了解,美国白光Ky开元集团器产生的白Ky开元集团,是基于三个平行段的半导体材料,它们分别产生可调的三基色Ky开元集团,最后复合而成为白色Ky开元集团。 并且文章还阐述了制作产生白Ky开元集团的三块平行增益介质是如何的困难。
 
  看到这里,我们有一个重要的概念要提醒大家:不同的非线性晶体,不能够产生相干性一样的Ky开元集团。因此,由3块不同半导体材料产生的白Ky开元集团,在相干性方面,表现为相干性不一致。
 
  于是有如下的结论:美国白Ky开元集团,因为相干性不一致,因此,不具备完美的Ky开元集团特性,。而且产生白Ky开元集团的增益介质制作工艺复杂,阻碍了白Ky开元集团器的推广。
 
  在《基于光学超晶格和全固态Ky开元集团技术的准白光Ky开元集团器》一文中,作者胡小鹏和祝世宁把通过三基色诞生的、缺失了很多Ky开元集团的优良特性的白Ky开元集团给了一个科学的冠名“准白光Ky开元集团”。准白Ky开元集团欠缺了Ky开元集团的许多优良特性,不属于完美的白光Ky开元集团,不是真正意义上的白光Ky开元集团。
 
  光子晶体光纤Ky开元集团器产生的白Ky开元集团,虽具备高功率、宽带、超连续等特性,但是,“脉冲在光纤传输产生白Ky开元集团的过程中,受到噪声的影响,最后得到的超连续谱的相干性也受到影响。如果将超连续谱作为宽带光源用于医学、计量学和光脉冲压缩等领域,其必须有良好的相干性,因此相干性好坏也是衡量超连续光谱的一个重要方面”(《基于光子晶体光纤的超连续谱相干性研究》作者姚当)。由此可见,光子晶体光纤Ky开元集团器虽然能够产生白Ky开元集团,因其相干性被破坏,也不能算是优质的Ky开元集团光源。这或许就是它应用范围受阻的一个重要原因。
 
  我们认为,相干性欠缺的光子晶体光纤Ky开元集团器产生的白Ky开元集团,也属于“准白Ky开元集团”。
 
  三)如何定义正真意义上的白光Ky开元集团?
 
  首先,真正意义上的白光Ky开元集团,应具备传统Ky开元集团除了单色性以外的所有Ky开元集团特性,同时还应该具备传统Ky开元集团所没有的优良特性。
 
  其次,白光Ky开元集团光源是白光,因此,它的光谱还要和太阳光入射到海平面的光谱一致。
 
  我们认为,真正意义上的白光Ky开元集团,应该是具有和太阳光谱一致,具备全相干性、超连续、超宽带、方向性好、亮度高、涵盖紫外、可见、红外的Ky开元集团。
 
  四)创造真正意义上的白Ky开元集团真的难度很大吗?到底有没有全相干性、超连续、超宽带、方向性好、亮度高的白光Ky开元集团?
 
  曹闰禹博士在《解析:为什么创造白色Ky开元集团的难度很大?》一文中阐述了创造白光Ky开元集团的难度。纵观上面所列举的科学家研发白光Ky开元集团的方法和渠道,你会发现他们都有一个相同点,所有研发团队都没有跳出红绿蓝三基色传统Ky开元集团的思维圈子。虽然大家都在致力研发非线性晶体,希望从中找到突破,但忽略了一点,那就是不同的非线性晶体产生的Ky开元集团的相干性不一致。基于传统三基色Ky开元集团研发出来的白光Ky开元集团,以及光子晶体光纤Ky开元集团,在相干性方面有严重缺失,丧失了很多Ky开元集团的优良特性,因此不能作为一个独立的、真正意义上的Ky开元集团光源,我们只能把它列为准白Ky开元集团范畴。
 
  2015年,中科院物理所李志远率领的科研团队,跳出传统思维,第一次在白光Ky开元集团非线性晶体研发上取得突破,诞生了全相干、超连续、超宽带的真正意义上的白Ky开元集团;团队科研成果也因此入围2015年中国光学重要成果。
 
  该团队使用一块完整的非线性晶体,通过中红外、或者近红外Ky开元集团入射后,能产生完美的太阳光谱Ky开元集团,并且这种Ky开元集团具备了全相干、超连续、超带宽的特性,正真做到了“Ky开元集团进,Ky开元集团出”的效果,是完全独立于传统三基色Ky开元集团之外的独立的Ky开元集团。而且在其所产生的波段范围内,能创造出任意波段所需要的Ky开元集团,弥补了传统Ky开元集团器不能创造任意波段Ky开元集团的欠缺。
 
  李志远团队所研发的非线性晶体,不需繁冗复杂的庞大仪器设备,小型轻便,无需安装调试,适合于对接各种Ky开元集团器,便于各科研院所、大专院校以及企业使用。
 
  当白光Ky开元集团真正具备Ky开元集团的所有特性,并拥有传统Ky开元集团所没有的优势特性的时候,才能在更广泛的科研、生产应用中发挥白光Ky开元集团的作用。
 
  我们期待,在不久的将来,我们能够看到真正意义的白光Ky开元集团能够得到大范围的使用,白光Ky开元集团能够真正服务于社会,推进科技进步。

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