Xav txog lub neej yav tom ntej uas koj lub drone taug kev los ntawm cov pa luam yeeb- muaj qhov chaw tua hluav taws lossis Mars rover hla cov cua daj cua dub, tab sis lawv tseem sib pauv cov ntaub ntawv ntawm kev kub ceev - tsis yog los ntawm xov tooj cua nthwv dej lossis lasers zoo tib yam, tab sis los ntawm qhov pom tsis tau "ultrafast ultraviolet lub teeb."
Tsis ntev los no, cov kws tshawb fawb los ntawm University of Nottingham thiab Imperial College London tau koom ua ke tsim kev hloov pauv kev sib txuas lus thev naus laus zis: siv lub teeb ultraviolet nrog lub wavelength luv luv (UV{0}}C) xa cov ntaub ntawv ntawm trillions ntawm lub sijhawm ib ob. Cov txheej txheem yog unimaginably ceev ceev- nyob rau hauv ib ntsais muag, nws muaj peev xwm ua kom tiav pua pua trillions ntawm cov ntaub ntawv hloov lwm lub tsev. Qhov kev ua tau zoo tshaj plaws no tau tshaj tawm thaum Lub Ib Hlis 5, 2026, nyob rau saum -tier thoob ntiaj teb phau ntawv xov xwm Teeb: Kev Tshawb Fawb & Kev Siv, qhib qhov rooj tshiab rau siab - kev sib txuas lus ceev hauv qhov chaw huab cua.
Ntawm qhov tseem ceeb ntawm qhov kev tsim kho tshiab no yog ob txoj kev ultraviolet laser system muaj peev xwm ntawm kev sib kis thiab txais tos. Kev sib txuas lus ib txwm siv feem ntau tso siab rau lub teeb pom kev zoo lossis pom lub teeb, tab sis cov no ntsib qhov kev txwv tseem ceeb: cov teeb liab tawg thaum ntsib teeb meem xws li haus luam yeeb, plua plav, nplooj ntoo, lossis txawm tias lub tsev cov ces kaum. Hauv qhov sib piv, cov kws tshawb fawb tau siv UV-C lub teeb nrog wavelengths ntawm 100 thiab 280 nanometers. Lub teeb no muaj cov cuab yeej zoo tshaj plaws: nws tawg tawm hauv huab cua, zoo li lub teeb ci ntsa iab nyob rau txhua qhov kev taw qhia thaum ci rau hauv huab cua. Thaum qhov no yuav zoo li qhov tsis zoo, nws yog qhov "qhov tsis zoo" uas ua rau "tsis yog- kab- ntawm - pom kev sib txuas lus." Hauv lwm lo lus, txawm tias tsis muaj txoj hauv kev ncaj qha ntawm transmitter thiab receiver, cov ntaub ntawv tseem tuaj yeem xa tau ntev npaum li lub teeb bounces nyob rau hauv huab cua ob peb zaug.
Tab sis ntawm no yog qhov ntes: Thaum UV-C teeb muaj txiaj ntsig, nws nyuaj heev rau kev tswj hwm. Tau ntau xyoo lawm, cov kws tshawb fawb tsis muaj cov cuab yeej muaj peev xwm ua tau zoo thiab ua kom pom tseeb qhov teeb pom kev zoo no. Txawm hais tias cov teeb pom kev zoo yog qhov loj thiab kim, lossis cov cuab yeej ntes tau dhau los ua qhov ua tau zoo. Lub sij hawm no, pab neeg tshawb fawb thaum kawg tau pom ib qho kev daws teeb meem: siv cov txheej txheem kho qhov muag hu ua "cascaded thib ob harmonic tiam," lawv nce "compressed" lub teeb laser zoo tib yam rau hauv ultra- luv UV-C pulses nyob rau hauv ib qho tshwj xeeb siv lead ua-txhua tus mem tes ntev dua li ib femtosecond (ib quadrillionth ntawm ib thib ob ntawm ib qho thib ob, ib qho thib ob). Qhov no yog zoo li cramming cov ntaub ntawv ntawm tag nrho siab - zaj yeeb yaj kiab rau hauv ib lub flash suav tsis tau sai dua li xob laim.
Lub receiver yog qhov tseem ceeb tshaj. Hloov chaw ntawm silicon-raws li cov sensors, cov kws tshawb fawb tau ua haujlwm ob- cov khoom siv me me hu ua gallium selenide (GaSe)- tsuas yog ob peb txheej atomic tuab, zoo li ultra- daim ntawv nyias. Cov khoom no nthuav tawm rhiab heev rau UV-C lub teeb, teb sai heev txawm nyob rau hauv chav tsev kub. Nws kuj tseem qhia txog qhov tsis tshua muaj "superlinear" cov cuab yeej: lub teeb muaj zog dua, qhov nrawm dua tam sim no, ua kom pom tseeb ntawm cov teeb meem tsis pom kev. Tag nrho lub tshuab ntes tau "loj" ntawm 2-nti sapphire wafer siv cov tshuab molecular beam epitaxy (MBE), paving txoj hauv kev rau yav tom ntej huab hwm coj ntau lawm ntawm tus nqi tswj tau.
Txhawm rau kom ntseeg tau tias nws cov txiaj ntsig tau zoo, pab pawg tau ua qhov kev sim pub dawb -chaw sib txuas lus: ib sab ntawm cov ntaub ntawv encoded (xws li ntawv lossis cov lus txib) siv UV-C laser, thaum lwm sab tau txais thiab txiav txim siab nrog ob- cov khoom siv ntsuas. Cov txiaj ntsig tau txhawb nqa - cov ntaub ntawv raug xa tawm raug thiab nrawm nrawm. Qhov no qhia tau hais tias lub kaw lus tsis yog tsuas yog ua haujlwm xwb tab sis tuaj yeem siv tau rau hauv qhov tiag -cov xwm txheej hauv ntiaj teb.
Yog li dab tsi raws nraim qhov tshuab no ua tau? Ua ntej, nws yog tshwj xeeb tshaj yog haum rau complex, txaus ntshai, los yog kab - ntawm - pom - thaiv ib puag ncig. Piv txwv suav nrog cov neeg tua hluav taws sib koom ua haujlwm hauv cov pa luam yeeb tuab, cov neeg hlau tshawb nrhiav cov neeg muaj sia nyob hauv cov pob zeb tawg, lossis cov tsheb thauj neeg tsav tsheb tswj hwm kev sib txuas lus thaum muaj cua daj cua dub. Qhov thib ob, txij li UV-C teeb tsis cuam tshuam nrog cov xov tooj cua zaus hauv xov tooj cua thiab tsis yooj yim cuam tshuam, nws muaj peev xwm loj heev rau kev sib txuas lus tub rog. Tsis tas li ntawd, cov lasers ultrafast no tuaj yeem siv rau ultra- siab- daws teeb meem microscopic imaging, precision khoom ua, thiab txawm tshawb nrhiav qhov tshwm sim tshiab hauv quantum optics.
Tus kws tshawb fawb thawj coj xibfwb Amalia Patanè tau hais tias: "Qhov no yog thawj zaug tib neeg tau koom ua ke ntawm cov tiam thiab kev tshawb pom ntawm femtosecond UV-C lasers mus rau ib qho kev tsim khoom ib zaug-tshaj platform. Peb tsis tau tsuas yog tsim lub 'phom,' tab sis kuj yog 'ob lub qhov muag.'" Co-tus kws sau ntawv ua haujlwm siab ntawm John'Tish' rau cov khoom siv nqa tau yooj yim, muaj peev xwm pheej yig rau ntau lub chaw soj nstuam thiab kev lag luam.
Tau kawg, cov cuab yeej no tseem nyob deb ntawm kev teeb tsa hauv lub xov tooj ntawm tes. Tab sis nws qhov tseem ceeb nyob hauv kev ua pov thawj tias txoj hauv kev ntawm "kev sib txuas lus ultraviolet" yog siv tau. Nrog rau kev nce qib ntawm ob- cov khoom siv thiab cov khoom siv photonic, peb yuav muaj ib hnub pom UV-C kev sib txuas lus modules qhov loj ntawm tus ntiv tes kos rau hauv drones, satellites, lossis txawm tias cov khoom siv coj los siv tau- xa cov ntaub ntawv tseem ceeb ntawm lub teeb nrawm hauv txoj hauv kev pom tsis tau ntawm qhov muag liab qab.
