Khôi phục dữ liệu ổ cứng bị hỏng Trong hơn 30 năm, các nhà khoa học để khai thác sức mạnh của bức xạ terahertz. Nằm giữa micrô và tia hồng ngoại trên quang phổ điện từ, các tia terahertz có thể xâm nhập vào quần áo, chất dẻo và mô người, nhưng chúng được cho là an toàn hơn so với tia X. Vì chúng hấp thụ ở các mức độ khác nhau bởi các phân tử khác nhau, chúng cũng có thể cho biết các chất khác nhau: một máy quét terahertz tại trạm kiểm soát sân bay, ví dụ, có thể xác định xem một lọ trong một va li kín có chứa aspirin, methamphetamines hay chất nổ.
Nhưng những cách thiết thực để tạo tia terahertz rất khó tìm ra. Laser khí truyền thống có thể hoạt động ở dải tần số bên phải, nhưng chúng rất lớn, đắt tiền và thiếu điện. Các loại laser bán dẫn - loại bạn tìm thấy trong đầu đĩa DVD - nhỏ và rẻ tiền, nhưng chúng khó có thể tung ra trong một khoảng quang phổ giới hạn: hãy xem xét phải mất bao lâu để lấy được từ laser hồng ngoại của đầu đĩa CD đầu tiên sang màu xanh lam laser của đĩa Blu-Ray.
Năm 1994, các nhà nghiên cứu Bell Labs phát minh ra một loại laser bán dẫn nhỏ nhưng mạnh mẽ được gọi là laze lượng tử cascade, và năm 2002, nó đã được chứng minh là có thể hoạt động ở tần số terahertz. Tuy nhiên, việc đánh giá chính xác thành phần hóa học của đối tượng đòi hỏi phải phơi bày nó ở một dải tần số liên tục, được hấp thụ ở các mức độ khác nhau.
Trong một bài báo xuất hiện trong ấn bản mới nhất của Nature Photonics, Qing Hu, một giáo sư về kỹ thuật điện tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu của MIT Điện tử, và các đồng nghiệp của ông mô tả các phương pháp thực tế đầu tiên cho chỉnh terahertz laser lượng tử thác. Hơn nữa, phương pháp này là một cách tiếp cận mới cơ bản đối với điều chỉnh bằng laser có thể có liên quan đến các công nghệ mới nổi khác.
"Từ khi bắt đầu phát triển terahertz vào những năm 1970, người ta đã cố gắng tạo ra những nguồn năng lượng cao và nhỏ gọn, và cho đến nay, đây thực sự là ví dụ đầu tiên của một nguồn như vậy", Peter Siegel, người dẫn đầu nhóm Công nghệ Tiên tiến của Submillimeter Wave tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA tại Caltech. "Nhà Thanh xứng đáng nhận được nhiều tín dụng cho tất cả các công việc mà ông đưa vào và những ý tưởng đột phá mà ông đã đi tiên phong và đẩy qua mặc dù rất nhiều thất bại và sự cạnh tranh từ các nhóm khác. Anh ấy thực sự, cuối cùng đã trải qua một bước đột phá tuyệt vời. "
Cách Cứu Dữ Liệu Ổ Cứng Chết
Điều chỉnh một laser bán dẫn thông thường thường đòi hỏi phải thay đổi chiều dài của khoang phát sáng của nó; đôi khi, nếu laser không cần một dải tần số rộng, thì làm nóng hoặc làm mát nó sẽ làm việc thay thế. Hu so sánh hai cách tiếp cận này để thay đổi độ cao của dây đàn bằng cách nhấn vào nó - thay đổi chiều dài của nó - hoặc xoắn chốt điều chỉnh nó - thay đổi sự căng thẳng của nó. Tuy nhiên, cách tiếp cận này không làm việc tốt với tia laze lượng tử terahertz.
Tuy nhiên, cách thứ ba để thay đổi độ cao của dây đàn là thay đổi đường kính của nó: các dây đàn thấp hơn trên một cây đàn guitar thì dày hơn những dây cao hơn. Và kỹ thuật điều chỉnh của Hu là, nói sơ sơ, để thay đổi đường kính của chùm sáng.
Một chùm ánh sáng di chuyển qua không gian có thể được nghĩ như là một làn sóng, nhấp nhô lên và xuống vô hạn cho đến khi nó tấn công một vật thể vật lý. Nhưng khi cùng một chùm ánh sáng bị giới hạn, ví dụ, một sợi quang hoặc một laser cascade lượng tử mỏng, dài, nó thể hiện một mô hình trường điện từ được gọi là "chế độ ngang". Chế độ ngang giống như một làn sóng khác vuông góc với đường thẳng đầu tiên, ngoại trừ việc nó chết đi rất nhanh - các vết bớt của nó nhanh chóng nhỏ hơn - khi nó đi xa hơn chùm tia. Trên thực tế, các vạch của nó biến mất nhanh đến nỗi nó có thể được coi là đơn giản chỉ là một vạch lớn vuông góc với chùm sáng mà tập trung vào nó.
Kỹ thuật điều chỉnh mới của Hu đòi hỏi một loại laser lượng tử đặc biệt được gọi là laser dây, ở đó bước sóng của chế độ ngang - chiều rộng của một màn hình lớn - thực sự lớn hơn độ rộng của laser. Mang một khối vật liệu khác gần với laser làm biến dạng chế độ ngang, do đó thay đổi bước sóng của ánh sáng phát ra. Trong các thí nghiệm, Hu và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng một khối kim loại rút ngắn bước sóng của ánh sáng, trong khi khối silicon kéo dài. Thay đổi khoảng cách của các khối cũng thay đổi phạm vi của sự thay đổi.
Laser lượng tử Terahertz lượng tử có một nhược điểm lớn: chúng cần phải được làm mát bằng nitơ lỏng đến nhiệt độ rất thấp. Tuy nhiên, Jerome Faist thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thu Zurich Sĩ ở Zurich, một trong những nhà phát minh ra laser lượng tử, nói rằng mặc dù một phiên bản ở nhiệt độ phòng là một dự án khó khăn và dài hạn, "không có gì thực sự cho chúng ta biết là không thể". Và Siegel thêm rằng, với kỹ thuật điều chỉnh của Hu, "tôi không thấy lý do tại sao nó sẽ quan trọng đến nhiệt độ laser hoạt động ở mức nào".
Hu chỉ ra rằng kỹ thuật của ông cũng có thể được áp dụng cho một loại laser nhỏ mới có thể được sử dụng cho cảm biến cực kỳ tinh vi. Thông thường, laser ánh sáng nhìn thấy không thể hẹp hơn bước sóng của ánh sáng đang được sử dụng, nhưng các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách xung quanh giới hạn cơ bản đó bằng cách sử dụng một hạt ảo gọi là plasmon, giống như một làn sóng đi qua đám mây electron. Một số loại laser plasmon mới cũng có thể được điều chỉnh thông qua thao tác các chế độ ngang của chúng.
Trong các thí nghiệm của mình, nhóm Hu đã sử dụng một đòn bẩy cơ học để mang một khối silicon hoặc kim loại gần một laser lượng tử thác từ một hướng. Nhưng họ đã thiết kế và đang xây dựng những con chip sử dụng các thiết bị cơ điện tử có kiểm soát điện tử để đưa các khối silicon và kim loại từ các hướng khác nhau, tạo cho laser một phạm vi điều chỉnh chính xác và liên tục từ các bước sóng ngắn đến dài.
Sửa Chữa Máy Đếm Tiền Tại Hà Nội
Nhưng những cách thiết thực để tạo tia terahertz rất khó tìm ra. Laser khí truyền thống có thể hoạt động ở dải tần số bên phải, nhưng chúng rất lớn, đắt tiền và thiếu điện. Các loại laser bán dẫn - loại bạn tìm thấy trong đầu đĩa DVD - nhỏ và rẻ tiền, nhưng chúng khó có thể tung ra trong một khoảng quang phổ giới hạn: hãy xem xét phải mất bao lâu để lấy được từ laser hồng ngoại của đầu đĩa CD đầu tiên sang màu xanh lam laser của đĩa Blu-Ray.
Năm 1994, các nhà nghiên cứu Bell Labs phát minh ra một loại laser bán dẫn nhỏ nhưng mạnh mẽ được gọi là laze lượng tử cascade, và năm 2002, nó đã được chứng minh là có thể hoạt động ở tần số terahertz. Tuy nhiên, việc đánh giá chính xác thành phần hóa học của đối tượng đòi hỏi phải phơi bày nó ở một dải tần số liên tục, được hấp thụ ở các mức độ khác nhau.
Trong một bài báo xuất hiện trong ấn bản mới nhất của Nature Photonics, Qing Hu, một giáo sư về kỹ thuật điện tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu của MIT Điện tử, và các đồng nghiệp của ông mô tả các phương pháp thực tế đầu tiên cho chỉnh terahertz laser lượng tử thác. Hơn nữa, phương pháp này là một cách tiếp cận mới cơ bản đối với điều chỉnh bằng laser có thể có liên quan đến các công nghệ mới nổi khác.
"Từ khi bắt đầu phát triển terahertz vào những năm 1970, người ta đã cố gắng tạo ra những nguồn năng lượng cao và nhỏ gọn, và cho đến nay, đây thực sự là ví dụ đầu tiên của một nguồn như vậy", Peter Siegel, người dẫn đầu nhóm Công nghệ Tiên tiến của Submillimeter Wave tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA tại Caltech. "Nhà Thanh xứng đáng nhận được nhiều tín dụng cho tất cả các công việc mà ông đưa vào và những ý tưởng đột phá mà ông đã đi tiên phong và đẩy qua mặc dù rất nhiều thất bại và sự cạnh tranh từ các nhóm khác. Anh ấy thực sự, cuối cùng đã trải qua một bước đột phá tuyệt vời. "
Cách Cứu Dữ Liệu Ổ Cứng Chết
Điều chỉnh một laser bán dẫn thông thường thường đòi hỏi phải thay đổi chiều dài của khoang phát sáng của nó; đôi khi, nếu laser không cần một dải tần số rộng, thì làm nóng hoặc làm mát nó sẽ làm việc thay thế. Hu so sánh hai cách tiếp cận này để thay đổi độ cao của dây đàn bằng cách nhấn vào nó - thay đổi chiều dài của nó - hoặc xoắn chốt điều chỉnh nó - thay đổi sự căng thẳng của nó. Tuy nhiên, cách tiếp cận này không làm việc tốt với tia laze lượng tử terahertz.
Tuy nhiên, cách thứ ba để thay đổi độ cao của dây đàn là thay đổi đường kính của nó: các dây đàn thấp hơn trên một cây đàn guitar thì dày hơn những dây cao hơn. Và kỹ thuật điều chỉnh của Hu là, nói sơ sơ, để thay đổi đường kính của chùm sáng.
Một chùm ánh sáng di chuyển qua không gian có thể được nghĩ như là một làn sóng, nhấp nhô lên và xuống vô hạn cho đến khi nó tấn công một vật thể vật lý. Nhưng khi cùng một chùm ánh sáng bị giới hạn, ví dụ, một sợi quang hoặc một laser cascade lượng tử mỏng, dài, nó thể hiện một mô hình trường điện từ được gọi là "chế độ ngang". Chế độ ngang giống như một làn sóng khác vuông góc với đường thẳng đầu tiên, ngoại trừ việc nó chết đi rất nhanh - các vết bớt của nó nhanh chóng nhỏ hơn - khi nó đi xa hơn chùm tia. Trên thực tế, các vạch của nó biến mất nhanh đến nỗi nó có thể được coi là đơn giản chỉ là một vạch lớn vuông góc với chùm sáng mà tập trung vào nó.
Kỹ thuật điều chỉnh mới của Hu đòi hỏi một loại laser lượng tử đặc biệt được gọi là laser dây, ở đó bước sóng của chế độ ngang - chiều rộng của một màn hình lớn - thực sự lớn hơn độ rộng của laser. Mang một khối vật liệu khác gần với laser làm biến dạng chế độ ngang, do đó thay đổi bước sóng của ánh sáng phát ra. Trong các thí nghiệm, Hu và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng một khối kim loại rút ngắn bước sóng của ánh sáng, trong khi khối silicon kéo dài. Thay đổi khoảng cách của các khối cũng thay đổi phạm vi của sự thay đổi.
Laser lượng tử Terahertz lượng tử có một nhược điểm lớn: chúng cần phải được làm mát bằng nitơ lỏng đến nhiệt độ rất thấp. Tuy nhiên, Jerome Faist thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thu Zurich Sĩ ở Zurich, một trong những nhà phát minh ra laser lượng tử, nói rằng mặc dù một phiên bản ở nhiệt độ phòng là một dự án khó khăn và dài hạn, "không có gì thực sự cho chúng ta biết là không thể". Và Siegel thêm rằng, với kỹ thuật điều chỉnh của Hu, "tôi không thấy lý do tại sao nó sẽ quan trọng đến nhiệt độ laser hoạt động ở mức nào".
Hu chỉ ra rằng kỹ thuật của ông cũng có thể được áp dụng cho một loại laser nhỏ mới có thể được sử dụng cho cảm biến cực kỳ tinh vi. Thông thường, laser ánh sáng nhìn thấy không thể hẹp hơn bước sóng của ánh sáng đang được sử dụng, nhưng các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách xung quanh giới hạn cơ bản đó bằng cách sử dụng một hạt ảo gọi là plasmon, giống như một làn sóng đi qua đám mây electron. Một số loại laser plasmon mới cũng có thể được điều chỉnh thông qua thao tác các chế độ ngang của chúng.
Trong các thí nghiệm của mình, nhóm Hu đã sử dụng một đòn bẩy cơ học để mang một khối silicon hoặc kim loại gần một laser lượng tử thác từ một hướng. Nhưng họ đã thiết kế và đang xây dựng những con chip sử dụng các thiết bị cơ điện tử có kiểm soát điện tử để đưa các khối silicon và kim loại từ các hướng khác nhau, tạo cho laser một phạm vi điều chỉnh chính xác và liên tục từ các bước sóng ngắn đến dài.
Sửa Chữa Máy Đếm Tiền Tại Hà Nội