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能否将光转变为声响?

物理学家提出了一种丈量光的新办法:运用显微鼓来听到光。阿莱曼实验室(AlemánLab)的这项技能被称为“石墨烯纳米机械测辐射热计”,它运用一种有出路的新办法和资料,在高速和高温下检测简直每种色彩的光…

物理学家提出了一种丈量光的新办法:运用显微鼓来听到光。阿莱曼实验室(Alemán Lab)的这项技能被称为“石墨烯纳米机械测辐射热计”,它运用一种有出路的新办法和资料,在高速和高温下检测简直每种色彩的光。物理学教授,也是俄勒冈大学光学、分子和量子科学中心的成员,也是菲尔和佩妮·奈特加快科学影响学校的研究员本雅明·阿莱曼(Benjamín Alemán)说:这个东西是同类中速度最快、最活络的东西。

该设备供给了一种代替传统用电丈量光线的办法,这种办法可以在智能手机的摄像头号设备中找到。取而代之的是,这种机械办法捕捉到了由光引起的无限薄鼓振荡。物理学家经过倾听鼓头吸收光的声响来取得丈量成果。这项技能的原理类似于在热天敲鼓的作用,当乐器在管道太阳下加热时,鼓膜将胀大,其腔调发生改变,宣布与在较冷温度下不同的腔调。光波对机械测辐射热计做了相同的作业,当光线击中设备的鼓头时,膜加热,胀大,振荡腔调改动。

物理学家可以盯梢这些腔调改变,以丈量有多少光照射到设备上。阿莱曼实验室的博士生大卫·米勒(David Miller)说:这是一种十分新,勘探光的办法,咱们正在运用一种朴实的机械办法将光转变为声响,这种办法长处是可以看到更广泛的光。传统勘探器在勘探高能光(如可见光或X射线)方面十分牢靠,但不太拿手丈量电磁光谱上的较长波长,包含红外线和无线电波。这种机械设备填补了这一空白,并能让物理学家勘探简直任何波长的光。

这在地理观测、热学和医学身体成像以及深化红外线调查方面特别有用。该团队经过首先在蚀刻在硅片上的孔上延伸一层薄薄原子片来构建该设备。然后,运用之前在实验室中开发的一种技能,将床布切割成类似于蹦床。这个设备宽度是人类头发的十分之一,而用于蹦床的资料乃至更小:只要一个原子的厚度,大约比同一根头发细一百万倍。这个体系运用石墨烯,这仅仅一层原子,尽可能的小。石墨烯是2004年发现的一种资料,是这项技能成功的要害因素。

尽管石墨烯是最薄的资料,强度是钢的200倍,而且具有特殊的柔韧性,其发现者乃至取得了2010年诺贝尔物理学奖,由于它有可能给物理学和工程学带来革命性的改变。石墨烯的机械特功能让资料对温度改变做出令人难以置信的快速反应,这使得它可以以相同快的速度丈量光。石墨烯为超活络和超快的光检测供给了诱人远景,石墨烯还具有无与伦比的才能,可以丈量简直任何波长的光,而且可以接受比传统勘探器高得多的温度物理学家可以经过其丈量光的机械办法来运用石墨烯。

尽管具有光检测的潜力,但该资料经过运用电阻丈量光的传统办法体现欠安,首要原因是需求将其冷却到超低温才能在惯例检测器中运用。当意识到可以经过机械办法将光转化为声响时,可以敞开石墨烯的远景,并发明出超快、超活络的设备,其功能优于室温,而且远远高于室温。它在如此广泛温度范围内作业的才能是该设备在丈量光时最具优势的质量之一。一起还可以在室温下作业,这是要害的便携性,而且它可以在高温下作业,这是传统光勘探器不能供给的一个优点

由于当它们开端跟着温度的升高而分化时,许多勘探器将不能到达所谓的“晒伤效应”。石墨烯是一种热安稳的资料,可以接受2000摄氏度以上的温度。其多功能性和超活络性质使纳米机械测辐射热计在科学、医学、工业制作和地理学的许多范畴成为一种有用的东西研究人员期望这种设备可以协助科学家破解太阳和其他恒星的奥妙,经过更安全的热X射线成像改善医学确诊,并协助消防员在火灾中看得更清楚,然后解救更多生命。

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