Ekstremalūs įvykiai kvantinių kaskadinių lazerių dėka regos nervų sistema gali būti 10 000 asterių greitesnė už biologinius neuronus

Kvantinio kaskados fotonų įtaisas. Credit Spitz ir kt., Doi 10.1117 / 1.AP.2.6.066001:

QCL rodo ekstremalius impulsus

Nepaprastai ugningi įvykiai vyksta labai stebimose situacijose. Gamta yra derlingas šaltinis. Purvinos vandens bangos kyla virš bangų, musonų lietaus, miško gaisrų ir kt. Nuo klimato mokslo iki optikos fizikai skirstė ekstremalių įvykių charakteristikas, išplėsdami sąvoką į savo atitinkamas patirties sritis. Pavyzdžiui, telekomunikacijų duomenų srautuose gali įvykti ekstremalių įvykių. Šviesolaidiniame ryšyje, kai transatlantinėse okeaninėse sistemose gali atsirasti daug erdvės ir laiko svyravimų, staigus šuolis yra ekstremalus įvykis, kurį reikia slopinti, nes jis gali pakeisti fizinio sluoksnio komponentus arba sutrikdyti asmeninių pranešimų perdavimą. ,

Pasak „Télécom“ (Prancūzija) tyrėjų bendradarbiaujant su Los Andželo (JAV) ir Darmštato (Vokietija) universitetais, neseniai pranešta apie ekstremalius įvykius kvantinių kaskadinių lazerių srityje. Milžiniški impulsai, apibūdinantys šiuos ekstremalius įvykius, gali sukelti staigius, staigius ryšius neuromorfinėse sistemose, įkvėptus galingų smegenų skaičiavimo sugebėjimų. Remiantis kvantinio kaskados lazeriu (QCL), skleidžiančiu vidutinę infraraudonąją spinduliuotę, mokslininkai sukūrė pagrindinę optinę nervų sistemą, kuri veikia 10 000 than greičiau nei biologiniai neuronai. Jų ataskaita buvo paskelbta Pažangi fotonika,

Milžiniški impulsai, geras reguliavimas

Pirmasis „Paris Telecom“ tyrėjo straipsnio autorius Olivieras Spitzas pažymi, kad didžiulius QCL impulsus galima sėkmingai suaktyvinti pridedant „pulso sužadinimą“ – padidėjusį trumpalaikio mažumų šališkumo srautą. Vyresnysis autorius Fredericas Grillotas, Télécom universiteto Naujojoje Meksikoje, Paryžiuje, profesorius paaiškina, kad šis gebėjimas išprovokuoti yra ypač svarbus tokioms programoms kaip optinio neurono tipo sistemos, kurioms reikia veikti optinius sprogimus reaguojant į triukšmo trukdžius.

Komandos optinė nervų sistema veikia panašiai kaip biologiniuose neuronuose, pavyzdžiui, slenkstis, fazinis šuolis ir toninis smegenų sukrėtimas. Tikslus moduliacijos derinimas: dažnis leidžia valdyti pasukimų laiko intervalus. Grilotas paaiškina. “Norint reaguoti į virpesius, neuromorfinei sistemai reikalingas stiprus viršgarsinis dirgiklis, o fazinės-toninės vibracijos atitinka vieno ar daugiau ištisinių smaigalių paleidimą po stimulo.” Norint atkurti įvairius biologinius neuronų atsakus, būtina nutraukti įprastą protrūkių seką, atitinkančią neuronų aktyvumą.

Kvantiniai kaskadiniai lazeriai

Grillotas pažymi, kad jo komandos rezultatai rodo, kad kvantinių kaskadinių lazerių potencialas yra didesnis nei standartinių diodinių lazerių ar VCSEL, kuriems dabar reikia tobulesnių metodų neuromorfinėms savybėms pasiekti.

Pirmą kartą 1994 m. Parodyti kvantiniai kaskados lazeriai buvo sukurti naudoti kriogeninėse temperatūrose. Jie greitai evoliucionavo, leidžiantys naudoti šilčiau iki kambario temperatūros. Dėl didelio bangos ilgio skaičiaus (nuo 3 iki 300 mikronų) QCL palaiko daugelį pramoninių programų, tokių kaip spektroskopija, optinės atsakomosios priemonės ir laisvas erdvinis ryšys.

Pasak Grillot, QCL fizika skiriasi nuo diodinių lazerių. „Kvantinių kaskadinių lazerių pranašumas, palyginti su diodiniais lazeriais, atsiranda dėl puslaidininkinių elektronų perėjimų, daug mažesnių nei nešlio būsenos (sub grandinės) fotonų gyvavimo laikas arba nešiklio gyvenimo trukmė“, – sako Grillot. Jis pažymi, kad QCL rodo visiškai skirtingą emisijos elgseną esant optiniam grįžtamajam ryšiui, įskaitant, bet neapsiribojant, milžinišką impulsų generavimą, moduliacijos lazerio atsakus ir dažnio šukų dinamiką.

Nuoroda. Olivier Spitz, Iagu Wu, Andreas Herdt, Gregory Maison, Mathieu Caras, Wolfgang E. „Extreme Fiery Events in Quantum Cascade Lasers“. Elsior, Chi Wei Wong ր Frederickas Grillo, 2020 m Spalio 21 d. Pažangi fotonika,
DOI: 10.1117 / 1.AP.2.6.066001:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Dalelių fizikai problemą, vadinamą „persekiojimu“, sprendė daugiau nei 20 metų.

Iliustracija seka spindulio keliu, kai jis eina per stačiakampę, radijo dažnio, vario, magneto, juodojo dipolio ir modulinę matavimo sistemą ir į dalelių detektorių. ...

2D medžiagų paėmimas sukimui

„Spintronic“ skaičiavimo meno koncepcijos iliustracija. Tskubos universiteto Aukšto slėgio fizikos instituto mokslininkai kuria naują molibdeno disulfido tranzistorių, kuris sukuria elektronų sukimosi vaizdą, kuris galėtų atverti...

Marsas, Plejadės, Jupiteris, Saturnas ir kiti išskirtiniai „Skywatching“ 2021 m. Kovo mėn

Ko reikia kovo mėnesį? Marsas su draugais vakare, o grįžtančios planetos grįžta… Pirmąją savaitę arba kovo mėnesį Marsą rasite netoli Pleiades žvaigždžių spiečiaus vakaruose, praėjus...

„Prarastos ledo paslaptys“ galiausiai buvo išspręstos judant Žemės plutai

Grenlandijos ledynai 2018. Kreditas: NIOZ, Kim Sauter Naujo pasaulinio ledo dangos atstatymas per pastaruosius 80 000 metų. Ledynmečiu vidutinis pasaulio jūros lygis mažėja, nes didelis jūros...

Pirmieji Naujosios Anglijos žmonės gali turėti bendrą žemę su vilna

Vilnonio mamuto (Mammuthus primigenius) ekspozicijos Karališkame BC muziejuje Viktorijoje, Britų Kolumbijoje, Kanadoje. Paroda yra 1979 m., O kailis - muskuso plaukai. Autorius:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.