皮秒是什么(Picosecond)？

皮秒是1萬億分之一秒。它是一種與激光、微處理器和其他運行速度極快的電子元件等技術有關的時間量度。核物理研究還涉及接近皮秒范圍的測量，除了使用正電子發射斷層攝影術（PET）進行相關的核醫學成像外，帶燒杯的科學家個...

皮秒是1萬億分之一秒。它是一種與激光、微處理器和其他運行速度極快的電子元件等技術有關的時間量度。核物理研究還涉及接近皮秒范圍的測量，除了使用正電子發射斷層攝影術（PET）進行相關的核醫學成像外，帶燒杯的科學家個人電腦正逐漸接近在皮秒內進行單次計算的速度。一臺裝有微處理器的家用計算機以30億赫茲的速度運行每秒。這意味著執行一次二進制運算實際上需要330皮秒。美國和中國的超級計算機的每運算速度已經超過皮秒。美國最快的超級計算機之一每秒可以完成360萬億次運算，這比每皮秒一次運算的速度稍快。中國在2010年公布了一臺超級計算機，它的運算速度為每秒2.5萬億次，也就是說，每一皮秒，它最理想的運算速度是2500次。設計在皮秒范圍內的激光器會發出光脈沖每一到幾十皮秒的時間。有幾種激光器設計可以在這些速度下工作，包括大塊固體激光器、鎖模光纖激光器和調Q激光器。每種型號都是建立在皮秒二極管上的，可以鎖模或增益切換，將脈沖速率從十億分之一秒的納秒速度改變到100秒范圍內至少快10倍。雖然很難想象這樣的超快激光器，但存在更高水平的模型。皮秒脈沖激光器比飛秒激光器慢1000倍這使得皮秒的設計不那么尖端，而且在部件的微加工等應用上更為經濟。這兩種類型的激光器在它們所承擔的工作中具有相似的性能水平。在核醫學領域，PET機器通過伽馬射線與閃爍體相互作用來建立圖像以170皮秒左右的最佳速度產生康普頓電子的晶體。實際上，這通常要慢得多，每個發射粒子的長度約為1到2納秒。飛行時間PET（TOFPET）的研究正試圖通過改進光電探測器，將實際飛行時間降低到300皮秒以下，閃爍的晶體本身以及相關的電子設備，雖然這些速度已經快得令人難以置信，但是從這些輻射物中重建人體區域的圖像是一個緩慢而耗時的過程，通常需要幾天才能完成。

發表于 2020-09-18 06:41
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分類：科學教育

皮秒是什么(Picosecond)？

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