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新技术加速了超快脉冲的测量

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新技术加速了超快脉冲的测量

罗彻斯特大学实验装置的示意图,示出了由黄色虚线框表示的时间扇出(TFO)门,其包括数字微镜器件源自蓝色虚线框的准备好的输入超快脉冲的传播方向以粉红色显示暗红线代表相应的脉冲前沿信用:赵家鹏当我们用眼睛或照相机看一个物体时,我们可以自动收集足够多的可见波长的光像素,以获得我们所看到的清晰图像然而,为了可视化照明弱的量子物体或现象,或者从不可见的红外或远红外波长发出的量子物体或现象,科学家需要更灵敏的工具例如,他们开发了空间域中的单像素成像,作为一种方式,将尽可能多的光子打包并在空间上构建到单个像素检测器上,然后使用计算算法创建图像类似地,在时域中,当未知的超快信号较弱时,或者在红外或远红外波长中,单像素成像将其可视化的能力降低基于光脉冲的时空双重性,罗彻斯特大学的研究人员开

新的先进散斑技术实现了x光反射镜的高精度计量

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新的先进散斑技术实现了x光反射镜的高精度计量

通过钻石光源图1散斑角度测量实验装置的示意图SAM仪器安装在空气轴承扫描台上,当散斑投射到被测表面的不同部分(SUT)时,反射镜面的散斑图案会发生移动通过采用子像素跟踪算法,可以从两个散斑子集图像(f和g)之间的散斑位移计算角度变化滑座的俯仰误差用自准直仪测量,SUT斜率的变化由SAM和自准直仪角度导出信用:钻石光源一种新的激光散斑角度测量(SAM)技术在《光:科学与应用》的一篇论文中详细介绍,该技术演示了如何大幅降低斜率误差测量这一点很重要,因为X射线镜广泛用于同步辐射设施、X射线自由电子激光器和天文X射线望远镜然而,短波长和掠入射对允许的斜率误差施加了严格的限制尽管先进的抛光技术已经生产出具有斜率误差(低于50nrad均方根(rms))的镜子,但是许多现有的计量技术

工程师开发编程技术,将二维材料转换成三维形状

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工程师开发编程技术,将二维材料转换成三维形状

在百胜实验室创建的3D形状Credit:UT阿灵顿德克萨斯大学阿灵顿分校的研究人员开发了一种技术,该技术对二维材料进行编程,使其转化为复杂的三维形状。这项工作的目标是创造合成材料,模拟生物如何扩张和收缩软组织,从而实现复杂的三维运动和功能。将薄片或二维材料编程为三维形状,可以为软机器人、可部署系统和仿生制造提供新技术,仿生制造生产模拟生物过程的合成产品。材料科学与工程系副教授KyungsukYum和他的团队开发了用于三维成型的二维材料编程技术。它允许团队打印用空间控制的面内生长或收缩编码的二维材料,这些材料可以转换成编程的三维结构。他们的研究得到了百胜2019年获得的国家科学基金会早期职业发展奖的支持,并于1月份发表在《自然通讯》上。百胜说:“生物系统中有各种各样的三维形状的二维材料,它

绘制黑帮地图:地理信息系统技术揭示了美国黑手党网络的形态

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绘制黑帮地图:地理信息系统技术揭示了美国黑手党网络的形态

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新的照片着色技术利用皮肤对光的反应获得逼真的效果

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新的照片着色技术利用皮肤对光的反应获得逼真的效果

Credit:罗璇等,时间旅行摄影,arXiv:2012.12261[cs。[CV]大约一个世纪前,当电影胶片和照片首次曝光时,它们在捕捉图像的本质方面面临着许多挑战。除了黑白限制之外,摄影和电影方法也很难捕捉到光谱中的其他各种元素,使得许多著名人物的图像看起来与他们实际看到的不同。现在,一种新的人工智能成像技术使用颜色来重塑旧照片的风格,这种方式几乎可以被现代照片所接受。这种彩色化方法减轻了过去相机和镜头的主要障碍,即这些工具的正色特性,这意味着所讨论的照片捕捉设备将所有检测到的光都不加区分地整合到图像中。所有这些光线的加入导致照片看起来粗糙和嘈杂,导致像美国总统亚伯拉罕·林肯这样的知名人物看起来比实际年龄大得多,也比实际年龄更瘦。如今,特别是在计算机图形学的帮助下,更先进的摄影技术已

冷静下来:先进的太阳能技术运行更凉爽,持续时间更长

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冷静下来:先进的太阳能技术运行更凉爽,持续时间更长

Credit:CC0PublicDomain澳大利亚光伏研究人员有了一个‘很酷’的发现:单t裂变和串联太阳能电池——两种更高效地产生太阳能的创新方法——也有助于降低工作温度,让设备的运行时间更长。串联电池可以由硅(最常用的光伏材料)和钙钛矿纳米晶体等新化合物的组合制成,钙钛矿纳米晶体的带隙比硅大,有助于器件捕获更多的太阳光谱用于发电。与此同时,单线态裂变是一种技术,对于被吸收的每一个光子,它会产生两倍于正常情况的电子载流子。在这些装置中,四烯用于将单线态裂变产生的能量转移到硅中。世界各地的科学家和工程师正在研究将串联电池和单线态裂变过程结合到商用viable设备中的最佳方法,该设备可以取代屋顶和大规模阵列中常见的传统单结硅太阳能电池。现在,位于悉尼UNSW的光伏和可再生能源工程学院和A

新的人工智能技术保护医疗环境中的隐私

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新的人工智能技术保护医疗环境中的隐私

Credit:伦敦帝国理工学院TUM和Imperial的研究人员开发了一种技术,可以在训练医疗算法的同时保护患者的个人数据。这项技术现在首次被用于在儿童x光图像中识别肺炎的算法中。研究人员发现,他们的新隐私保护技术在诊断儿童各种肺炎方面显示出与现有算法相当或更好的准确性。人工智能算法可以支持临床医生诊断癌症和败血症等疾病。这些算法的有效性取决于用于训练它们的医疗数据的数量和质量,并且患者数据通常在诊所之间共享,以最大化数据池。为了保护这些数据,这些材料通常会被匿名化和假名化,但研究人员表示,事实证明,这些保护措施往往不足以保护患者的健康数据。为了解决这个问题,慕尼黑技术大学(TUM)、伦敦帝国理工学院和非营利的OpenMined的跨学科团队开发了一种基于人工智能的放射图像数据诊断过程的独特

柔性电子新制造技术

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柔性电子新制造技术

具有纳米图案触点的2D半导体的转移过程的图示(左)和具有转移结构的柔性透明衬底的照片(右)。信用:VictoriaChen/AlwinDaus/PopLab超薄、灵活的计算机电路多年来一直是一个工程目标,但技术障碍阻碍了实现高性能所需的小型化程度。现在,斯坦福大学的研究人员发明了一种制造技术,可以生产出长度小于100纳米的柔性原子级薄晶体管——比以前可能的尺寸小几倍。6月17日发表在《自然电子》杂志上的一篇论文详细介绍了这项技术。研究人员表示,随着技术的进步,所谓的“伟创力”越来越接近现实。柔性电子产品有望实现可弯曲、可塑形且节能的计算机电路,可以佩戴或植入人体,以执行无数与健康相关的任务。此外,即将到来的“物联网”也应该同样受益于伟创力,在物联网中,我们生活中的几乎每一台设备都与柔

科学家开发节能技术为碳中和社会铺平道路

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科学家开发节能技术为碳中和社会铺平道路

量化半导体器件中的电场:示意图显示了GaN晶体管沟道中的电场分布;激光束突出了该技术的二次谐波产生(SHG)特性。功劳:柯宇曹布里斯托尔大学的研究人员发现了一种方法,这种方法可以使通讯系统更快,电子设备更节能。这一突破是通过首次建立如何远程测量半导体器件内部的电场而实现的。半导体是一种材料,如硅,可用于电子设备中控制电流。现在,在今天发表在《自然电子》杂志上的这项新研究中,科学家们概述了如何精确量化这种电场,这意味着可以开发出下一代电力和射频电子设备,它们有可能更快、更可靠、更节能。半导体器件设计可以是反复试验,尽管更常见的是基于器件模拟,然后为实际应用中的半导体器件制造提供基础。当这些是新兴的半导体材料时,通常不知道这些模拟实际上有多准确和正确。布里斯托尔大学物理学院的马丁·库贝尔教授说:

低成本成像技术展示了智能手机电池如何在几分钟内充电

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低成本成像技术展示了智能手机电池如何在几分钟内充电

在双相转变过程中,相界通过活性粒子的进展,用于脱锂和锂化。色标表示每个像素经历相位边界的时间,作为双相转变总持续时间的一部分。黑色实线阐明了观察到的粒子轮廓。黑色虚线圆和线是眼睛的向导,可以看到相位边界的进展。比例尺2μm信用:Nature(2021)。DOI:10.1038/s14586-021-03584-2研究人员开发了一种基于实验室的简单技术,使他们能够观察锂离子电池内部,并在电池充电和放电时实时跟踪锂离子的移动,这是迄今为止不可能的。利用这种低成本技术,研究人员发现了限速过程,如果解决这个问题,大多数智能手机和笔记本电脑的电池可以在5分钟内充电。来自剑桥大学的研究人员表示,他们的技术不仅有助于改善现有的电池材料,还可能加速下一代电池的开发,这是向无化石燃料世界过渡时需要克服的

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