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    虛擬激光實驗室“femtoPro”全球首發
    材料來源: 江蘇激光產業技術創新戰略聯盟           錄入時間:2021/9/26 23:16:04

    維爾茨堡大學的科學家們開發出了新穎的虛擬現實(VR)激光實驗室——“femtoPro”,可用于教學和科研,成本更低、也更安全。

    我們知道在日常生活中激光有許多應用,如激光打印機或超市掃描儀。在工業上,激光用于切割、鉆孔和打標的材料加工,以及用于醫學診斷和治療。激光光譜學在科學研究中也不可或缺。

    與此同時,光學理論教育也在蓬勃發展,在高校和企業等多地開花。然而,光學設備和實驗的正確處理的“教學”又與傳統教學不同,極具挑戰性。由于成本高,設備較有限,教學人員也缺乏。此外,激光輻射危險,因此必須遵守嚴格的眼睛安全保障協議。

    虛擬現實(VR)教學新方法

    維爾茨堡大學

    現在,維爾茨堡大學(Julius-Maximilians-University,JMU)的科學家們已經開發出了新穎的虛擬現實激光實驗室——“femtoPro”。在femtoPro中,用戶戴著虛擬現實護目鏡,在虛擬現實激光臺上操縱光學元件。通過這種方式,可以直觀地改變透鏡、光圈或其他設備的配置,并像在真實實驗室中一樣聚焦細節。這些配置對激光束性質等的影響可根據物理定律實時計算和顯示的。

    femtoPro的開發者之一、JMU物理化學系主任、專門研究超短激光脈沖的Tobias Brixner教授解釋道: “飛行模擬已經成為飛行員實踐訓練不可或缺的工具。我們現在在全球范圍內首次將模擬這一概念應用于短脈沖激光器。”VR的挑戰在于,與大家的普遍看法相反,激光束不僅僅是“線形的”,而且具有“高斯橫截面”,其直徑隨著傳播而進行變化。此外,光與物質的相互作用非常復雜,比如那些大家廣為人知的現象——光在玻璃上的折射,以及導致頻率轉換(即顏色變化)的非線性光學。因此,精確的模擬通常非常耗時。

    合作伙伴Sebastian von Mammen教授解釋說:“為了在虛擬現實中實現這種光學系統的交互式學習實驗室,我們必須加速必要的計算,以便它們在商業化VR平臺上實時運行。虛擬實驗室的采購成本只有幾百歐元,而真正的短脈沖激光實驗室需要幾十萬歐元的投資。

    項目獲財政支持  

    可行的教學和培訓數字化在當代是一個重要的問題,也很必要!新冠肺炎對中小學和大學的限制尤其清楚地表明了這一點;瘜W工業基金會(FCI)宣布為該項目提供財政支持。未來,femtoPro不僅將用于維爾茨堡的教學,還將提供給其他大學或學校。

    (文章轉載自網絡,如有侵權,請聯系刪除)


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