שם הסרטון: The New Frontier in Photonic Detection

דחיפה חסרת פשרות כלפי טכנולוגיות מסובכות, ממוקדות משתמשים יצרה דרישה עצומה עבור מערכות אלקטרוניות העוברות מעבר לגורמי הצורה הנוקשות והשבריריים של העבר.בין השדות הדינמיים ביותר הנובעים משינוי זה הוא פיתוח של מכשירי מקלט אופטיים גמישים וניתן ללבוש אותם, רכיבים מיוחדים אלה אחראים ללכידת אותות אור והופכים אותם לנתונים חשמליים יעילים, כמו למשל קדמית של תקשורת אופטית מתקדמת (מערכת ניטור) של מערכת ההפעלה (מערכת ההפעלה) של מערכת ההפעלה של מערכות בקרה אופטית (מערכת הפעלה אופטית) של מערכות בקרה אנושית (מערכת הפעלה אופטית (מערכת ניטור אופטית) ומכשירים אופטית (מערכת ניטור אופטית) ומערכת ניטור אופטית של מערכתית (מערכת הפעלה אופטית) של מערכתית (מערכת הפעלה אופטית מתקדמת של מערכתית) וקידום) וקידום)

חומרים בסיסיים ושכבות Active Layers

הקפיצה ממוליכים למחצה קשיחים מתה על מקלט אופטי גמישים הדרושים חשיבה יסודית של ערימה החומרים. סיליקון גבישי מסורתי ו-InGaAs, בעוד יעיל מאוד, הם שופעים מבחינה מכנית ולא עולים בקנה אחד עם תת-שכבות פולימרים. המקלט המודרני בנוי משילוב זהיר של פולימרים מתקדמים, ננו-חומרים, ומבנים היברידיים שנועדו לשמור על ביצועים אופטיים גבוהים תחת לחץ מכני.

צוללות ואלקטרודות

Polyethylene terephthalate (PET), פוליאתילן תנומט (PEN), ופולידי מתילסקסאן (PDMS) הפכו לחומרים תת-קרקעיים סטנדרטיים בשל הבהירות האופטית המעולה שלהם, יציבות תרמית לעיבוד, ויכולת לעמוד במחזורים הדוקים של קרינת חום (Fericials) עבור כל גרף גבוה מדי, גם על גבי מוליכים אלקטרודה, הוא חיוני.

תצלום: nanomaterials

השכבה הפעילה של מקלט אופטי גמיש חייבת לספוג אור ביעילות וליצור זוגות של חור אלקטרונים.כמה כיתות של ננו-חומריות הופיעו כמנהיגים בחלל הזה:

  • (FLT:0Graphene ו 2D חומרים:ראהFLT:1 Graphene מציע ספיגת פס אולטרה-ברואד וניידות גבוהה להפליא נושאת, המאפשר photodetectors להגיב על פני הספקטרום הנראה והאדום. Transition מתכת dichalcogenides (TMDs) כמו MoS2 ו- WS2 לספק אינטראקציה חזקה אפילו בשכבות דקות אטומיות, המאפשרות רגישות גבוהה מאוד עם תמונה 2D2D2D) עם חומר מכנית ראייה גבוהה יותר.
  • (FLT:0) Perovskite Quantum Dots:FearLT:1 חומרים אלה אטרקטיביים מאוד בשל משככי ספיגה גבוהה שלהם ו- טונהפול להקות, אשר מאפשר אופטימיזציה ספקטרלית מדויקת מן ה-UV עד קרוב- infrared. שלהם תהליך יעילות תהליך הופך אותם תואמים עם טכניקות ייצור גבוה באמצעות ציוד ייצור כמו הדפסה וציפוי.
  • (FLT:0 Organic Semiconductors:FLT:1 אורגני photodiodes (OPDs) מציעים גמישות מכנית אינטרינומית וניתן להפקיד באמצעות תהליכים הדפסה בטמפרטורה נמוכה, גדול-area. בעוד שהיסטורית מתמזגת מאחורי חומרים לא אורגניים במונחים של מהירות ויציבות, התקדמות מהירה בעיצוב מולקולרית סוגרת את הפער הזה באופן משמעותי.

מכניקה סטרקטיבית לגמישות

כדי להבטיח כי הרכיבים הפעילים לשרוד את הדרישות המכאניות של שימוש בישול, מהנדסים מעסיקים עיצובים מבניים מיוחדים.(FLT:0) הנדסת מטוסים Neutral מטוס הנדסהFLT:1 מציב את השכבות הפוטואקטיביות הבוהקות במרכז ערימה פולימרים רב-שכבות, שבו מתח במהלך החיתוך הוא למעשה אפס.

עקרונות עיצוב קריטיים עבור מערכות לבישות

תכנון מקלט אופטי שהוא רגיש מאוד וחזק מכני דורש גישה קפדנית מעבר למבחר חומרי.מספר עקרונות מפתח להנחות את יצירת מערכות פוטוניקה בעלות קיימא.

ניהול אופטי ו Light Management

(ב) למזער את צריכת החשמל והזרם האפל, האזור הפעיל של photodetector נשמר לעתים קרובות קטן.אבל זה מקטין את כמות האור הנתפסת. integrating רכיבי אופטיים פסיביים כמו FLT:0microlens מערכי ההרחבה 1 (FLT:1 ישירות על פני השטח הגמיש מתרכז אור נכנס לתוך האזור הפעיל, שיפור יחס אות-ל-לא-ל-מול (RS) במערכות מורכבות יותר, 2.

אנרגיה יעילה

מכשירים לבישים הם מאוד מוגבלים כוח.המקבל האופטי חייב לפעול עם אחריות גבוהה תחת מתחים מוטה נמוך.Minimizing FLT:0;0; זרם נוכחי הנוכחי של LT:1 הוא יעד אופטימיזציה ראשוני, כמו זרם כהה נמוך יותר מתורגם ישירות לצריכת חשמל נמוכה יותר ורעש תרמי פחות.

זמינות ושגשוג

(המכשירים שנלבשים ישירות על העור, בטיחות חומרית אינה ניתנת להשגה; כל השכבות חייבות להיות לא רעילות, היפותלרגניות, ועמידות בפני ההשפלה משמן הזיעה והגוף.

יישומים טרנספורמטיביים ב Sensing, תקשורת ומחשוב

היכולות הייחודיות של מקלטים אופטיים גמישים פותחות יישומים על פני בריאות, קישוריות, ואינטראקציה של מחשב אנושי שלא היו יכולים בעבר עם אלקטרוניקה נוקשה.

מעקב רפואי מתקדם וביומטריקה

ניטור בריאות לא פולשני הוא אחד מאזורי היישום המבטיחים ביותר. גמיש (FLT:0 photoplethysmography (PPG) חיישנים של ®FLT:1 משולב לתוך כתמים העור או פסים יכול למדוד את קצב הלב, קצב הנשימה, ואת ריצוף חמצן דם (SpO2) עם דיוק גבוה.

מעבר לסימנים חיוניים, מקלטים אופטיים גמישים מוכנים לשחק תפקיד ביישומים נוירולוגיים מתקדמים.באופטוגניים, שם נוירונים משתנים להגיב לאור, מקלט גמיש המשולב לתוך בדיקה עצבית יכול לספק משוב על עוצמת האור המדויקת הנמסרת לאזור המוח היעד, המאפשר שליטה סגורה על פעילות עצבית.

תקשורת אלחוטית מהירה (Li-Fi)

ככל שספקטרום RF הופך להיות יותר ויותר מחוספס, הספקטרום הנראה והאדום מציע יישומים מסיביים, בלתי מורשים עבור תקשורת נתונים. המקלטים אופטיים גמישים מתאימים באופן מושלם עבור FLT:0 לי-FiigFLT:1 יישומים בהקשרים ניידים וניתן ללבוש. A Li-Fi המאפשרים תיקון חכם מאוד על מטופל או עובד מפעל יכול לקבל נתונים מהירים מעל תאורה LEDhead, המאפשרים אמיתיים-Fy-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-in-in-inable, ללא שימוש בקירות אלה ללא ויזואליים מופעלים באמצעות ויזואליים (מתאים באופן קבוע) באמצעות למערכות אבטחה גמישים (מתאים לשימוש קבוע) באמצעות למערכות אבטחה (מסוגלקבועים) באמצעות למערכות אבטחה גמישים (מסוגלעין) באמצעות למערכות אבטחה (מסלולאריכותלטווח קצרי-Fun-Ferli-Fun-Ferli-Fun-Fun-Flight) באמצעות טיפול אופטיים (מתאים מאוד).

מציאות מוגברת (AR) ו-Smart Eyewear

[העתיד של מציאות מוגברת תלוי משקפיים נוחים, מעודנים.מקלטים אופטיים גמישים מאפשרים כמה פונקציות קריטיות בתוך גורם צורה זה.הם פועלים כמו FLT:0ambient Lightחיישנים (ALS) LT:1 כדי להתאים באופן אוטומטי את בהירות התצוגה עבור נראות אופטימלית יותר מערכות מתקדמות להשתמש photodetecators המשולב עבור FLT:2eye-FLT 3 ו-LT4, 000 מעוקבים עם פרופילים אלה, המאפשרים ללקות בפרופילים של שימוש בממשקים דיגיטליים, פשוט על ידי שימוש ב-APTDIFLT5.

טקסטיל חכם ו- E-Textiles

חדירה של מקלטים אופטיים ישירות לתוך הבד מייצגת את הצורה האולטימטיבית של טכנולוגיה לבישתית. photodetecators בצורת סיבים שזורקים לתוך בגדים יכול לתקשר עם משדרים אופטיים בסביבה, יצירת מדים חכמים המסוגלים לכיסוי תקשורת. עבור אנשי צבא, זה מציע שקט, נמוך-הסתברות-של-של-עין- של-מגיבים ראשונים, הוא מספק קישור אמין שבו התקשורת RF הוא מנטרק, המאפשר ניטור נוקשה של ספורטאים ללא הפרעה.

ה Hurdles טכני ו Paths to Commercialization

למרות ההתקדמות המדהימה בטיפוסי אבטיפוס, כמה מכשולים טכניים משמעותיים נותרו לפני מקלטים אופטיים גמישים להשיג תפוצה רחבה.תגברות על אתגרים אלה היא המוקד של מחקר ופיתוח גלובלי אינטנסיבי.

יציבות וקיום

רבים מהחומרים המבטיחים ביותר עבור פוטו-טקטים גמישים, במיוחד (FLT:0) אורגנים ו perovskitesFLT:1, סובלים מהשפלה מהירה כאשר נחשפים לחמצן, לחות וקרינת UV מתמשכת.Rid זכוכית encapsulation מספק מחסום מעולה, אבל קידוד גמיש הוא בשפע רב יותר.

אור קונספירציה

(הופנה מהדף או לחישה) ניתן להציף את אור הרקע החזק מהשמש או תאורה פנימית.המצוא זאת דורש גישה רב-התכנת.FLT:0Narrow OptturesFLT:1 יכול להשתלב ישירות לתוך ערימה המכשיר כדי לדחות אורכי גל מחוץ לקובץ הנתונים, FLT:2Narrow Optdulation אופטימבורד (DVal) ו-Rites for ali-R.

ייצור סקאלה

המעבר מתהליכים בקנה מידה מעבדה לגלגל בקנה מידה תעשייתי (R2R) הדפסה היא אתגר תלול.התערות המדים של שכבות פוטואקטיביות על אזורים גדולים, ההיערכות של מחסניות מרובות-שכבות, וניהול פגמים חייב להיות נשלט בקפידה.שילוב של מושגים תעשייתיים 4.0, כולל ראיית מכונה ותיקון בזמן אמת, מוחל להביא ייצור פוטוגני גמיש של בגרות.

אבטחת מידע

בעוד תקשורת אופטית מציעה יתרונות אבטחה טבועה על פני RF, מכשירים אופטיים לב עדיין מציגים סיכונים. נתונים ביומטריים רגישים המועברים מהמקבל בעל יכולת ללבוש, כגון רמות החמצן בדם או גלי לב, יש מוצפנים הן ברמת החומרה והן ברמת התוכנה כדי לציית לתקנות כמו HIPAA ו-GDPR. פרוטוקולי חילופי מפתח מאובטח מפותחים במיוחד עבור רשתות גוף אופטי (OW-BAN) כדי למנוע נתונים מטושטשים ו- .

הטריקטורי העתידי: פתיחות עם AI ו- Ubiquitous Connectivity

השלב הבא של האבולוציה עבור מקלטים אופטיים גמישים הוא שילוב שלהם לרשת חכמה רחבה יותר.הכמויות מסיביות של נתונים שנוצרו על ידי חיישנים אלה מתאימים באופן אידיאלי לעיבוד באמצעות FLT:0edge AIigFLT:1 על-ידי ניתוק רשתות עצביות יכול לנתח נתונים אופטיים גולמי בזמן אמת כדי לזהות אירוע לב, לזהות מחווה למשתמש, או לייעל קישור תקשורת, ללא צורך לזרם נתונים זה באופן דרסטי.

באופן סימולטי, רולף של FLT:05G ועתיד 6G רשתות 1G יספק את ה-Backhaul הכל-כך צורך לחבר את נקודות אופטיות לבישות אלה לרשת העולמית. מקלט גמיש המשולב במדי החייל או השרוול של עובד מפעל יכול לפעול כנמל מהיר, הורדת נתונים קריטיים או schematic באמת, כאשר הם עוברים אור מגנטי, באופן בלתי נראה, באופן מיידי, על ידי שימוש ב- AI, ו-אופטימי, על ידי שימוש ב-אופטימי, על ידי שימוש ב- AI, ו-אופטימי, ו- AI, ו-אופטימי, משתמשים בעלי-אופטימי, באמצעות קוד פתוח, על-AI-אופטימי, על-אופטימי, על-אופטימי, על-אופטימי, ו-אופטימי, על-אופטימי, על-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-אופטימי, באמצעות קוד פתוח, ו-אופטימי, ו-אופטימי, באמצעות שימוש ב-אופטימי, באמצעות שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש

מסקנה

התחום של מכשירים אופטיים גמישים ולבושיים מתקדם בקצב יוצא דופן, מונע על ידי פריצות דרך nanomaterials, הנדסה מכנית ועיצוב ברמה המערכת. על ידי מעבר למגבלות של סיליקון קשיח, מהנדסים יוצרים מערכות פוטוניות שיכולות להתאים בעדינות לגוף האנושי, פותחות יכולות חדשות חזקות בתחום הבריאות מותאם אישית, קישוריות מהירה גבוהה, ומחשוב immersive. בעוד אתגרים בייצור, אבטחה והנתונים הבסיסיים שלנו נשארים באינטגרציה של הגוף שלנו באופן משמעותי, ובאופן מדויק, הוא באמת, עם הגוף שלנו, באופן ישיר, שלב אחר, עם הגוף שלנו, הוא שלב אחד של הגוף שלנו, הוא שלב אחד של הגוף שלנו, באופן ישיר, הוא שלב אחד של הגוף שלנו, הוא שלב של הגוף שלנו, הוא שלב אחד של הגוף שלנו, בצורה חלקה של הגוף שלנו, בצורה יעילה, עם הגוף שלנו, עם הגוף שלנו, בצורה יעילה, עם הגוף שלנו, בצורה יעילה של הגוף שלנו, עם מערכת יחסים אופטי, עם הגוף שלנו, עם הגוף שלנו, בצורה יעילה, עם הגוף שלנו, בצורה יעילה, בצורה יעילה, עם מערכת יחסים אופטית, בצורה יעילה, בצורה יעילה, עם הגוף שלנו, באופן יעיל של הגוף שלנו, עם מערכת יחסים יעילה, עם הגוף שלנו, עם מערכת יחסים יעילה, עם הגוף שלנו, באופן יעיל של הגוף שלנו, עם הגוף שלנו, באופן