.Universal linear processing of spatially incoherent light through diffractive optical networks
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.Universal linear processing of spatially incoherent light through diffractive optical networks
회절 광 네트워크를 통한 공간 비간섭성 광의 범용 선형 처리
UCLA 공학기술 진흥원 공간 비간섭 회절 프로세서를 사용한 범용 선형 강도 변환. 크레딧: Ozcan Lab @ UCLA AUGUST 15, 2023
빛을 이용한 정보 처리는 광학 및 포토닉스 연구자들 사이에서 점점 더 많은 관심을 받고 있는 주제입니다. 미래의 컴퓨팅 요구 사항을 위한 전자 컴퓨팅에 대한 에너지 효율적이고 빠른 대안에 대한 탐구 외에도 이러한 관심은 자연 환경의 초고속 처리가 가장 중요한 자율 주행 차량과 같은 신기술에 의해 주도됩니다. 자연광 조건은 대부분 공간적으로 일관되지 않은 빛을 포함하기 때문에, 일관되지 않은 빛 아래에서 시각 정보를 처리하는 것은 다양한 이미징 및 감지 응용 분야에 매우 중요합니다.
또한 마이크로 및 나노 규모의 고해상도 이미징을 위한 최첨단 현미경 기술은 표본의 형광 발광과 같은 공간적으로 비일관적인 프로세스에 의존합니다. 미국 UCLA(University of California, Los Angeles, UCLA) 전기 및 컴퓨터 공학과의 Aydogan Ozcan 교수가 이끄는 연구팀은 Light: Science & Applications 에 발표된 새 기사에서 다음과 같은 모든 설계 방법을 개발했습니다.
공간적으로 비일관적인 빛 의 광학 범용 선형 프로세서 . 이러한 프로세서는 구조적으로 설계된 표면 세트를 포함하고 이러한 구조화된 표면에 의한 연속적인 빛의 회절을 이용하여 외부 디지털 컴퓨팅 성능을 사용하지 않고 입력 광 필드의 원하는 선형 변환을 수행합니다. UCLA 연구원들은 공간적으로 비일관적인 빛의 광 강도를 사용하여 임의의 선형 변환을 수행하는 딥 러닝 기반 설계 방법을 보고했습니다.
예를 들어 리소그래피 또는 3D 프린팅 기술을 사용하여 제작된 이러한 회절 광학 프로세서는 모든 입력 광 강도 패턴에 대해 임의로 선택된 선형 변환을 수행하여 학습된 원하는 기능에 따라 올바른 패턴을 출력에서 정확하게 드러낼 수 있습니다. 연구원들은 또한 공간적으로 비일관적인 광대역 빛을 사용하여 공간적으로 비일관적인 각 조명 파장에 고유하게 다른 변환을 할당하여 여러 선형 강도 변환을 동시에 수행할 수 있음을 입증했습니다 .
이러한 발견은 자연 장면에서 볼 수 있는 공간적 및 시간적으로 비일관적인 빛을 사용하는 모든 광학 정보 처리 및 시각적 컴퓨팅을 포함하여 수많은 분야에서 광범위한 의미를 갖습니다. 또한 이 프레임워크는 전산 현미경 및 공간적으로 다양한 엔지니어링 포인트 확산 함수(PSF)를 사용하는 비간섭 이미징의 응용 분야에 상당한 잠재력을 가지고 있습니다.
이 작업의 저자는 UCLA Samueli 공과대학의 Md Sadman Sakib Rahman, Xilin Yang, Jingxi Li, Bijie Bai 및 Aydogan Ozcan입니다. 추가 정보: Md Sadman Sakib Rahman 외, 공간 비일관성 회절 프로세서를 사용한 범용 선형 강도 변환, Light: Science & Applications (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01234-y 저널 정보: Light: Science & Applications UCLA 공학기술진흥원 제공
https://phys.org/news/2023-08-universal-linear-spatially-incoherent-diffractive.html
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메모 2308160617 나의 사고실험 oms 스토리텔링
빛의 diffraction 현상이 작은 구멍이나 틈새에서 빠져나가면 광자의 입자 형태이다. 이것이 빛의 속도로 우주의 긴경로 지나간다면 아마 100억광년도 가야 할거여. 물론 순간적인 짧은 거리도 있겠지만...
아무튼 그렇게 하여, 도달하면 끝이 아니고, 다시 시작해야 하는 경우가 oss.base.step을 만난다. 또 거기서 부터 수천억 광년을 지나가야 하는 oss.base를 만난다. 그러면 빛의 회절은 언제 일어나나? 걱정된다. 허허. 무한대의 oss.base 긴 경로에서는 회절이 되어야, 뭔 정보이든 얻을 수 있는데, 언제적 빛은 회절하고 되돌아 오나? 허허.
Diffraction pattern produced by a rectangular grating
Diffraction is one of the representative wave phenomena. It is called edol in its native language and is a phenomenon in which when sound waves, radio waves, or light waves pass through obstacles or narrow gaps, the waves propagate to the back side (shadow part).
Diffraction as an interference phenomenon includes first- and second-order diffraction phenomena that occur when visible light is reflected by a diffraction grating, when X-rays are reflected by a solid crystal, and when a wavelength passes through a narrow gap.
Diffraction is usually referred to as a variety of phenomena caused by bumping into an obstacle. For example, light waves that refract, or sound wave impedance, sound waves, etc. These are related to the phenomenon of diffraction. Diffraction occurs in all waves. It can be found in places such as sound waves, water waves, magnetic waves, light, X-rays, and radio waves.
If there is an obstacle with a gap in the path of the particle, the particle passes through the gap and proceeds in a straight line. In contrast, in the case of a wave, it travels not only through a straight path through the gap but also to a certain range around it. Diffraction is a phenomenon in which a wave bends and reaches a region where particles cannot go. Diffraction can be easily observed by passing a water wave through a narrow gap.
The degree of diffraction is affected by the gap size and wavelength. The longer the wavelength relative to the size of the gap, the more diffraction occurs. That is, when the wavelength is constant and the size of the gap is small, diffraction occurs better, so that a wave having a straight wavefront spreads in a shape close to a semicircle when passing through a narrow gap. An example of light is shown as nλ=2dsinθ according to Bragg's law.
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memo 2308160617 my thought experiment oms storytelling
When the diffraction of light escapes through a small hole or crevice, it is in the form of a photon particle. If it traveled a long path through the universe at the speed of light, it would probably take 10 billion light-years to travel. Of course, there will be short distances, but...
Anyway, if you reach it, it's not the end, and you need to start again when you encounter oss.base.step. From there, we encounter oss.base, which must travel hundreds of billions of light years. Then, when does diffraction of light occur? worried. haha. In the infinite oss.base long path, it must be diffracted to obtain any information, but when does light diffract and return? haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
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0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
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0000001100
0000010010
0001100000
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0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
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q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
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000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
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xxbyyxzz
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cadccbcdc
cdbdcbdbb
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.Absolute Zero: Scientists Use Lasers To Cool Small Membrane
절대 영도에 접근: 과학자들은 레이저를 사용하여 작은 멤브레인을 냉각합니다
주제:레이저감지기바젤 대학교 바젤 대학교 2023 년 8월 15일 레이저로 멤브레인 냉각 Basel 실험에서 레이저 빔은 멤브레인(가운데 사각형)으로 향합니다. 광섬유 케이블(보라색)에 의해 지연된 반사된 레이저 광을 사용하여 멤브레인은 절대 영도보다 1/1000도 미만으로 냉각됩니다. 크레딧: University of Basel, 물리학과
-바젤 대학(University of Basel) 의 연구원들은 레이저 광만을 사용하여 절대 영도 에 가까운 온도까지 작은 멤브레인을 성공적으로 냉각시키는 새로운 기술을 개발했습니다 . 예를 들어 이러한 극도로 냉각된 멤브레인은 매우 민감한 센서에서 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 수세기 전, 정확히 약 400년 전에 독일의 유명한 천문학자 요하네스 케플러는 태양 돛의 개념을 구상했습니다.
-그는 이 돛이 우주를 가로질러 배를 추진할 수 있다고 믿었습니다. 케플러는 빛이 물체에 의해 반사될 때 힘을 생성한다는 이론을 세웠습니다. 이 아이디어는 또한 혜성 꼬리가 항상 태양 반대 방향을 가리키는 현상에 대한 설명을 제공했습니다. 오늘날 과학자들은 무엇보다도 빛의 힘을 사용하여 원자와 다른 입자의 속도를 늦추고 식힙니다. 일반적으로 이를 위해서는 복잡한 장치가 필요합니다. Philipp Treutlein 교수와 Patrick Potts 교수가 이끄는 바젤 대학의 연구팀은 이제 아무 것도 사용하지 않고 섭씨 영하 273.15도의 절대 영도에 가까운 온도까지 웨이퍼 얇은 막을 냉각시키는 데 성공 했습니다 .
-하지만 레이저 빛. 그들은 최근 과학 저널 Physical Review X 에 결과를 발표했습니다. 측정 없는 피드백 "우리 방법을 특별하게 만드는 것은 어떤 종류의 측정도 하지 않고 이 냉각 효과를 달성한다는 것입니다."라고 Ph.D.인 물리학자 Maryse Ernzer는 말합니다. 학생 및 연구 논문의 첫 번째 저자. 양자 역학의 법칙에 따르면 일반적으로 피드백 루프에서 요구되는 측정은 양자 상태의 변화를 초래하여 교란을 초래합니다. 이를 피하기 위해 Basel 과학자들은 레이저 광이 센서와 댐퍼로 모두 작동하는 소위 일관된 피드백 루프를 개발했습니다. 이런 식으로 그들은 약 0.5mm 크기의 질산규소로 만들어진 막의 열 진동을 약화시키고 냉각시켰다.
그들의 실험에서 연구원들은 멤브레인에 레이저 빔을 비추고 멤브레인에 의해 반사된 빛을 광섬유 케이블에 공급했습니다. 그 과정에서 멤브레인의 진동은 반사광의 진동 위상에 작은 변화를 일으켰습니다. 진동 단계에 포함된 멤브레인의 순간 운동 상태에 대한 정보는 시간 지연과 함께 동일한 레이저 광으로 적시에 멤브레인에 적절한 양의 힘을 가하는 데 사용되었습니다. Ernzer는 "적시에 발로 지면을 짧게 터치하여 스윙 속도를 늦추는 것과 비슷합니다."라고 설명합니다. 약 100나노초의 최적 지연을 달성하기 위해 연구원들은 30미터 길이의 광섬유 케이블을 사용했습니다. 절대 영도에 가깝다 “Potts 교수와 그의 협력자들은 새로운 기술에 대한 이론적 설명을 개발하고 가장 낮은 온도를 달성할 것으로 예상할 수 있는 설정을 계산했습니다. 그런 다음 실험을 통해 확인되었습니다.”라고 박사후 연구원으로 연구에 기여한 Manel Bosch Aguilera 박사는 말합니다. 그와 그의 동료들은 멤브레인을 480마이크로켈빈(절대 영도 온도보다 1/1000도 미만)까지 냉각시킬 수 있었습니다. 다음 단계에서 연구원들은 멤브레인이 가능한 가장 낮은 온도, 즉 멤브레인 진동의 양자역학적 바닥 상태에 도달하는 지점까지 실험을 개선하기를 원합니다. 그 후 소위 멤브레인의 압착 상태를 생성하는 것도 가능해야 합니다. 이러한 상태는 더 높은 측정 정확도를 허용하므로 센서를 구축하는 데 특히 유용합니다 . 이러한 센서의 가능한 응용 분야에는 나노미터 해상도로 표면을 스캔하는 데 사용되는 원자력 현미경이 포함됩니다.
참조: Maryse Ernzer, Manel Bosch Aguilera, Matteo Brunelli, Gian-Luca Schmid, Thomas M. Karg, Christoph Bruder, Patrick P. Potts 및 Philipp Treutlein의 "기계 발진기의 광학적 일관성 피드백 제어", 2023년 5월 15일, Physical Review 엑스 . DOI: 10.1103/PhysRevX.13.021023
https://phys.org/news/2023-06-technique-cooling-membranes-lasers.html
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메모 2308160617 나의 사고실험 oms 스토리텔링
레이저 냉각의 기본 원리는 광자의 흡수와 재방출이다. 원자가 광자를 흡수하면 에너지가 증가하고 더 높은 에너지 준위로 이동한다. 나중에 광자를 다시 방출하면 에너지를 잃고 더 낮은 에너지 준위로 떨어진다.
열은 원자나 분자의 움직임에 따라 생기는 현상이다. 움직임을 멈추게 하면 열이 냉각된다. 레이저 광자가 상호작용이 가능한 전자의 움직임을 제한 할 수 있다. 연구진은 약 0.5mm 크기의 질산규소로 만들어진 멤브레인(membrane) 막에 열 진동을 약화시키고 냉각시켰다.
분석1.
이들 base.cooling.vix.a 원리는 oss.base.banc 현상에 일종이다. 에너지 흡수를 극대화한 뒤 base 속도를 멈추거나 방출하는 oss의 레이저 양방향기능이다. 허허. 이는 우주에서 초신성.블랙홀의 레이저 제트빛들이 우주를 냉각 시키는 역할을 하는 것으로 가정해 보게 한다. 허허.
- Researchers at the University of Basel have developed a new technique that successfully cools small membranes to temperatures close to absolute zero using only laser light. For example, these extremely cooled membranes can find applications in highly sensitive sensors. Centuries ago, about 400 years ago to be exact, the famous German astronomer Johannes Kepler conceived the concept of a solar sail.
-He believed that these sails could propel ships across space. Kepler theorized that light creates force when it is reflected by an object. This idea also provided an explanation for the phenomenon of comet tails always pointing away from the sun. Scientists today use the power of light, among other things, to slow down and cool atoms and other particles. Usually this requires a complex device. A research team from the University of Basel, led by Prof. Philipp Treutlein and Prof. Patrick Potts, has now succeeded in cooling wafer thin films to temperatures close to absolute zero of minus 273.15 degrees Celsius without using anything.
-But with laser light. They recently published their results in the scientific journal Physical Review X. Feedback without measurements "What makes our method special is that it achieves this cooling effect without making any kind of measurements," says physicist Maryse Ernzer, Ph.D. First author of student and research papers. According to the laws of quantum mechanics, a measurement usually required in a feedback loop results in a change in the quantum state, resulting in a perturbation. To avoid this, Basel scientists have developed a so-called coherent feedback loop in which laser light acts as both a sensor and a damper. In this way, they dampen and cool thermal vibrations in a film made of silicon nitrate about 0.5 mm in size.
Note 1.
First, when the energy of one photon is greater than the energy corresponding to the mass of the electron (0.511 MeV), a pair of electrons and their antiparticles, positrons, is created due to the collision of two photons. The two photons disappear and disappear.
photon + photon → electron + positron
If the energy is further raised, particles with a large mass or a large number of particles are created at once. Interesting phenomena among them are the generation of heavy mesons (occurs from photons of 0.5 to 5 GeV) or the generation of a large number of particle groups made from high-energy quarks or gluons (mainly photons of 2 GeV or more). Even elementary particles such as the Higgs boson are possible if photons of higher energy are used. 1 MeV = one million electron volts, 1 GeV = one billion electron volts
Note 2.
Laser cooling is a technology that uses a laser to cool an atomic or molecular sample to near absolute zero. When an object (usually an atom) absorbs and re-emits a photon, its momentum changes and the absolute temperature of the particle ensemble is proportional to the variance of its velocity. Laser cooling technology uses atomic spectroscopy and the aforementioned physical effect of light to uniformize the velocity distribution of particle ensembles to cool particles.
A typical example of laser cooling and the most common method is Doppler cooling. Other laser cooling methods include Zeeman reducers and the like.
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memo 2308160617 my thought experiment oms storytelling
The basic principle of laser cooling is the absorption and re-emission of photons. When an atom absorbs a photon, it increases in energy and moves to a higher energy level. Later, when the photon is re-emitted, it loses energy and falls to a lower energy level.
Heat is a phenomenon caused by the movement of atoms or molecules. When you stop moving, the heat cools down. Laser photons can constrain the movement of interacting electrons. The researchers dampened thermal vibrations and cooled them on a membrane made of silicon nitrate about 0.5 mm in size.
Analysis1.
These base.cooling.vix.a principles are a kind of oss.base.banc phenomenon. It is the laser bidirectional function of oss that maximizes energy absorption and then stops or releases the base speed. haha. This leads us to assume that the laser jets of supernovae and black holes in space serve to cool the universe. haha.
Samplea.oms (standard)
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sampleb. qoms (standard)
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ss (standard)
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