विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव: Difference between revisions
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विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव [[विद्युत क्षेत्र]] की प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ के प्रकाशीय गुणों में परिवर्तन है जो प्रकाश की आवृत्ति की तुलना में धीरे-धीरे | '''विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव''' [[विद्युत क्षेत्र]] की प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ के प्रकाशीय गुणों में परिवर्तन है जो प्रकाश की आवृत्ति की तुलना में धीरे-धीरे परिवर्तित होता है। यह शब्द कई विशिष्ट घटनाओं को समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता है। | ||
* a) अवशोषण का परिवर्तन (प्रकाशिकी) | |||
** विद्युतअवशोषण: अवशोषण स्थिरांक का सामान्य परिवर्तन होता है। | |||
** फ्रांज-केल्डीश प्रभाव: कुछ थोक अर्धचालकों में दिखाए गए अवशोषण में परिवर्तन होता है। | |||
* | ** [[क्वांटम-सीमित स्टार्क प्रभाव]]: कुछ अर्धचालक क्वांटम वेल्स में अवशोषण में परिवर्तन होता है। | ||
** विद्युतअवशोषण: अवशोषण स्थिरांक का सामान्य परिवर्तन | |||
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** [[इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म]]: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को उत्पन्न देता है | ** [[इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म]]: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को उत्पन्न देता है | ||
* | * b) [[अपवर्तक सूचकांक]] और पारगम्यता में परिवर्तन होता है। | ||
** पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव): अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के रैखिक आनुपातिक होता है। केवल कुछ क्रिस्टलीय ठोस ही पॉकेल्स प्रभाव दिखाते हैं, क्योंकि इसके लिए व्युत्क्रम समरूपता की कमी की आवश्यकता होती है | ** पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव): अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के रैखिक आनुपातिक होता है। केवल कुछ क्रिस्टलीय ठोस ही पॉकेल्स प्रभाव दिखाते हैं, क्योंकि इसके लिए व्युत्क्रम समरूपता की कमी की आवश्यकता होती है | ||
** [[केर प्रभाव]] (या द्विघात विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, क्यूईओ प्रभाव): विद्युत क्षेत्र के वर्ग के आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन होता है। सभी पदार्थ | ** [[केर प्रभाव]] (या द्विघात विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, क्यूईओ प्रभाव): विद्युत क्षेत्र के वर्ग के आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन होता है। सभी पदार्थ भिन्न-भिन्न परिमाण के साथ केर प्रभाव प्रदर्शित करती हैं, किंतु यह सामान्यतः पॉकेल्स प्रभाव से बहुत दुर्बल है | ||
** [[इलेक्ट्रो-गाइरेशन|विद्युत प्रवाह:]]: [[ऑप्टिकल गतिविधि|प्रकाशीय गतिविधि]] में परिवर्तन। | ** [[इलेक्ट्रो-गाइरेशन|विद्युत प्रवाह:]]: [[ऑप्टिकल गतिविधि|प्रकाशीय गतिविधि]] में परिवर्तन। | ||
** [[इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव]] या ईआईपीएम | ** [[इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव]] या ईआईपीएम | ||
दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और विद्युत-प्रकाशिक प्रभावों के अस्तित्व में होने की सैद्धांतिक रूप से | दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और विद्युत-प्रकाशिक प्रभावों के अस्तित्व में होने की सैद्धांतिक रूप से पूर्वानुमान किया गया था <ref>{{cite journal | last=Castles | first=F. | title=उच्च-क्रम स्थानिक फैलाव के कारण रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव| journal=Physical Review A | publisher=American Physical Society (APS) | volume=92 | issue=6 | date=2015-12-03 | issn=1050-2947 | doi=10.1103/physreva.92.063804 | page=063804|arxiv=1503.04103}}</ref> किंतु अभी तक सामान्यतः प्रायोगिक नहीं देखा गया है। | ||
क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर | क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर सम्मिश्र प्रभाव डाल सकता है। | ||
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव की कम सख्त परिभाषा का उपयोग करते हुए, प्रकाशीय आवृत्तियों पर दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्रों को भी सम्मिलित किया जा सकता है, श्रेणी ए में गैर-रैखिक अवशोषण (अवशोषण प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) और श्रेणी बी में [[ऑप्टिकल केर प्रभाव|प्रकाशीय केर प्रभाव]] (अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) को भी सम्मिलित किया जा सकता है। [[ फोटो प्रभाव |फोटो प्रभाव]] और [[फोटोकंडक्टिविटी|प्रकाशचालकता]] के साथ मिलकर, विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव प्रकाश अपवर्तनांक प्रभाव को उत्पन्न देता है। | विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव की कम सख्त परिभाषा का उपयोग करते हुए, प्रकाशीय आवृत्तियों पर दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्रों को भी सम्मिलित किया जा सकता है, श्रेणी ए में गैर-रैखिक अवशोषण (अवशोषण प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) और श्रेणी बी में [[ऑप्टिकल केर प्रभाव|प्रकाशीय केर प्रभाव]] (अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) को भी सम्मिलित किया जा सकता है। [[ फोटो प्रभाव |फोटो प्रभाव]] और [[फोटोकंडक्टिविटी|प्रकाशचालकता]] के साथ मिलकर, विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव प्रकाश अपवर्तनांक प्रभाव को उत्पन्न देता है। | ||
विद्युत-प्रकाशिक शब्द को | विद्युत-प्रकाशिक शब्द को अधिकांशतःग़लती से [[ optoelectronic |ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक]] के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है। | ||
==अनुप्रयोग== | ==अनुप्रयोग== | ||
=== | ===विद्युत-प्रकाशिक न्यूनाधिक=== | ||
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इसके अतिरिक्त, | विद्युत-प्रकाशिक [[ न्यूनाधिक |न्यूनाधिक]] सामान्यतः पॉकेल्स प्रभाव प्रदर्शित करने वाले विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के साथ बनाए जाते हैं। प्रेषित किरण क्रिस्टल पर प्रयुक्त विद्युत संकेत के साथ [[चरण मॉड्यूलेशन|चरण संग्राहक]] है। [[ आयाम न्यूनाधिक |आयाम न्यूनाधिक]] को विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल को दो रैखिक ध्रुवीकरणकर्ताओं के मध्य या मैक-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर के पथ में रखकर बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, आयाम न्यूनाधिक का निर्माण फाइबर जैसे छोटे एपर्चर से बीम को अंदर और बाहर विक्षेपित करके किया जा सकता है। यह डिज़ाइन क्रिस्टल विन्यास के आधार पर कम हानि (<3 dB) और ध्रुवीकरण स्वतंत्र हो सकता है। | ||
=== | ===विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक=== | ||
विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के [[ प्रिज्म (प्रकाशिकी) |प्रिज्म (प्रकाशिकी)]] का उपयोग करते हैं। पॉकेल्स प्रभाव से अपवर्तन सूचकांक बदल जाता है, जिससे प्रिज्म के अंदर किरण के प्रसार की दिशा बदल जाती है। विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक में केवल कम संख्या में समाधान योग्य स्पॉट होते हैं, किंतु तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है। इस समय कुछ व्यावसायिक मॉडल उपलब्ध हैं। इसका कारण प्रतिस्पर्धी ध्वनिक-प्रकाशिक विक्षेपक, हल करने योग्य स्थानों की छोटी संख्या और विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल का अपेक्षाकृत उच्च मूल्य है। | |||
=== | ===विद्युत-प्रकाशिक क्षेत्र सेंसर=== | ||
अरेखीय क्रिस्टल (जैसे केडीपी, बीएसओ, के*डीपी) में विद्युत-प्रकाशिक पॉकेल्स प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण अवस्था संग्राहक विधियों के माध्यम से विद्युत क्षेत्र संवेदन के लिए किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, अज्ञात विद्युत क्षेत्र के परिणामस्वरूप विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के माध्यम से प्रसारित लेजर बीम का ध्रुवीकरण होता है; प्रकाश चालकीय पर आपतित प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए ध्रुवीकरणकर्ताओं को सम्मिलित करने के माध्यम से, प्राप्त वोल्टेज ट्रेस से एक समय-समाधान विद्युत क्षेत्र माप का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। चूंकि वीजीसीसी से प्राप्त सिग्नल क्रिस्टलीय जांच प्रकाशीय होते हैं, वे स्वाभाविक रूप से विद्युत ध्वनि संग्रह के लिए प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए जांच के आसपास के क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय ध्वनि के उच्च स्तर वाले क्षेत्रों में भी कम ध्वनि क्षेत्र माप के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि पॉकेल्स प्रभाव के कारण ध्रुवीकरण घूर्णन विद्युत क्षेत्र के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, पूर्ण क्षेत्र माप प्राप्त होते हैं, इस प्रकार विद्युत क्षेत्रों के पुनर्निर्माण के लिए संख्यात्मक एकीकरण की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि विद्युत क्षेत्र के समय-व्युत्पन्न के प्रति संवेदनशील पारंपरिक जांच की स्थितियों में होता है। | |||
तीव्र लेजर-पदार्थ | तीव्र लेजर-पदार्थ पारस्परिक क्रिया से सम्मिश्र विद्युत चुम्बकीय दालों के विद्युत-प्रकाशिक माप को नैनोसेकंड और पिकोसेकंड (सब-पेटावाट) लेजर पल्स चालक शासन दोनों में प्रदर्शित किया गया है। <ref>{{cite journal|last1=Consoli|first1=F.|last2=De Angelis|first2=R.|last3=Duvillaret|first3=L.|last4=Andreoli|first4=P. L.|last5=Cipriani|first5=M.|last6=Cristofari|first6=G.|last7=Di Giorgio|first7=G.|last8=Ingenito|first8=F.|last9=Verona|first9=C.|title=नैनोसेकंड शासन में लेजर-प्लाज्मा इंटरैक्शन के कारण विशाल विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वारा समय-समाधान पूर्ण माप|journal=Scientific Reports|date=15 June 2016|volume=6|issue=1|pages=27889|doi=10.1038/srep27889|pmid=27301704|pmc=4908660|bibcode=2016NatSR...627889C}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Robinson|first1=T. S.|last2=Consoli|first2=F.|last3=Giltrap|first3=S.|last4=Eardley|first4=S. J.|last5=Hicks|first5=G. S.|last6=Ditter|first6=E. J.|last7=Ettlinger|first7=O.|last8=Stuart|first8=N. H.|last9=Notley|first9=M.|last10=De Angelis|first10=R.|last11=Najmudin|first11=Z.|last12=Smith|first12=R. A.|title=पेटवाट लेजर-मैटर इंटरैक्शन से विद्युत चुम्बकीय दालों की कम-शोर समय-समाधान वाली ऑप्टिकल सेंसिंग|journal=Scientific Reports|date=20 April 2017|volume=7|issue=1|pages=983|doi=10.1038/s41598-017-01063-1|pmid=28428549|bibcode=2017NatSR...7..983R|pmc=5430545}}</ref> | ||
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* [http://www.advr-inc.com/research.html AdvR - Electro-optic Devices & Research] | * [http://www.advr-inc.com/research.html AdvR - Electro-optic Devices & Research] | ||
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Latest revision as of 18:53, 3 October 2023
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में किसी पदार्थ के प्रकाशीय गुणों में परिवर्तन है जो प्रकाश की आवृत्ति की तुलना में धीरे-धीरे परिवर्तित होता है। यह शब्द कई विशिष्ट घटनाओं को समाहित करता है, जिन्हें उप-विभाजित किया जा सकता है।
- a) अवशोषण का परिवर्तन (प्रकाशिकी)
- विद्युतअवशोषण: अवशोषण स्थिरांक का सामान्य परिवर्तन होता है।
- फ्रांज-केल्डीश प्रभाव: कुछ थोक अर्धचालकों में दिखाए गए अवशोषण में परिवर्तन होता है।
- क्वांटम-सीमित स्टार्क प्रभाव: कुछ अर्धचालक क्वांटम वेल्स में अवशोषण में परिवर्तन होता है।
- इलेक्ट्रोक्रोमिज़्म: कुछ तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण बैंड का निर्माण, जो रंग में परिवर्तन को उत्पन्न देता है
- b) अपवर्तक सूचकांक और पारगम्यता में परिवर्तन होता है।
- पॉकेल्स प्रभाव (या रैखिक विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव): अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन विद्युत क्षेत्र के रैखिक आनुपातिक होता है। केवल कुछ क्रिस्टलीय ठोस ही पॉकेल्स प्रभाव दिखाते हैं, क्योंकि इसके लिए व्युत्क्रम समरूपता की कमी की आवश्यकता होती है
- केर प्रभाव (या द्विघात विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव, क्यूईओ प्रभाव): विद्युत क्षेत्र के वर्ग के आनुपातिक अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन होता है। सभी पदार्थ भिन्न-भिन्न परिमाण के साथ केर प्रभाव प्रदर्शित करती हैं, किंतु यह सामान्यतः पॉकेल्स प्रभाव से बहुत दुर्बल है
- विद्युत प्रवाह:: प्रकाशीय गतिविधि में परिवर्तन।
- इलेक्ट्रॉन-अपवर्तक प्रभाव या ईआईपीएम
दिसंबर 2015 में, प्रकार (बी) के दो और विद्युत-प्रकाशिक प्रभावों के अस्तित्व में होने की सैद्धांतिक रूप से पूर्वानुमान किया गया था [1] किंतु अभी तक सामान्यतः प्रायोगिक नहीं देखा गया है।
क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध के कारण, अवशोषण में परिवर्तन अवशोषण किनारे के पास तरंग दैर्ध्य के लिए अपवर्तक सूचकांक पर सम्मिश्र प्रभाव डाल सकता है।
विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव की कम सख्त परिभाषा का उपयोग करते हुए, प्रकाशीय आवृत्तियों पर दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्रों को भी सम्मिलित किया जा सकता है, श्रेणी ए में गैर-रैखिक अवशोषण (अवशोषण प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) और श्रेणी बी में प्रकाशीय केर प्रभाव (अपवर्तक सूचकांक प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करता है) को भी सम्मिलित किया जा सकता है। फोटो प्रभाव और प्रकाशचालकता के साथ मिलकर, विद्युत-प्रकाशिक प्रभाव प्रकाश अपवर्तनांक प्रभाव को उत्पन्न देता है।
विद्युत-प्रकाशिक शब्द को अधिकांशतःग़लती से ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक के पर्याय के रूप में उपयोग किया जाता है।
अनुप्रयोग
विद्युत-प्रकाशिक न्यूनाधिक
विद्युत-प्रकाशिक न्यूनाधिक सामान्यतः पॉकेल्स प्रभाव प्रदर्शित करने वाले विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के साथ बनाए जाते हैं। प्रेषित किरण क्रिस्टल पर प्रयुक्त विद्युत संकेत के साथ चरण संग्राहक है। आयाम न्यूनाधिक को विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल को दो रैखिक ध्रुवीकरणकर्ताओं के मध्य या मैक-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर के पथ में रखकर बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, आयाम न्यूनाधिक का निर्माण फाइबर जैसे छोटे एपर्चर से बीम को अंदर और बाहर विक्षेपित करके किया जा सकता है। यह डिज़ाइन क्रिस्टल विन्यास के आधार पर कम हानि (<3 dB) और ध्रुवीकरण स्वतंत्र हो सकता है।
विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक
विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के प्रिज्म (प्रकाशिकी) का उपयोग करते हैं। पॉकेल्स प्रभाव से अपवर्तन सूचकांक बदल जाता है, जिससे प्रिज्म के अंदर किरण के प्रसार की दिशा बदल जाती है। विद्युत-प्रकाशिक विक्षेपक में केवल कम संख्या में समाधान योग्य स्पॉट होते हैं, किंतु तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है। इस समय कुछ व्यावसायिक मॉडल उपलब्ध हैं। इसका कारण प्रतिस्पर्धी ध्वनिक-प्रकाशिक विक्षेपक, हल करने योग्य स्थानों की छोटी संख्या और विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल का अपेक्षाकृत उच्च मूल्य है।
विद्युत-प्रकाशिक क्षेत्र सेंसर
अरेखीय क्रिस्टल (जैसे केडीपी, बीएसओ, के*डीपी) में विद्युत-प्रकाशिक पॉकेल्स प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण अवस्था संग्राहक विधियों के माध्यम से विद्युत क्षेत्र संवेदन के लिए किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, अज्ञात विद्युत क्षेत्र के परिणामस्वरूप विद्युत-प्रकाशिक क्रिस्टल के माध्यम से प्रसारित लेजर बीम का ध्रुवीकरण होता है; प्रकाश चालकीय पर आपतित प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए ध्रुवीकरणकर्ताओं को सम्मिलित करने के माध्यम से, प्राप्त वोल्टेज ट्रेस से एक समय-समाधान विद्युत क्षेत्र माप का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। चूंकि वीजीसीसी से प्राप्त सिग्नल क्रिस्टलीय जांच प्रकाशीय होते हैं, वे स्वाभाविक रूप से विद्युत ध्वनि संग्रह के लिए प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए जांच के आसपास के क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय ध्वनि के उच्च स्तर वाले क्षेत्रों में भी कम ध्वनि क्षेत्र माप के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि पॉकेल्स प्रभाव के कारण ध्रुवीकरण घूर्णन विद्युत क्षेत्र के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, पूर्ण क्षेत्र माप प्राप्त होते हैं, इस प्रकार विद्युत क्षेत्रों के पुनर्निर्माण के लिए संख्यात्मक एकीकरण की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि विद्युत क्षेत्र के समय-व्युत्पन्न के प्रति संवेदनशील पारंपरिक जांच की स्थितियों में होता है।
तीव्र लेजर-पदार्थ पारस्परिक क्रिया से सम्मिश्र विद्युत चुम्बकीय दालों के विद्युत-प्रकाशिक माप को नैनोसेकंड और पिकोसेकंड (सब-पेटावाट) लेजर पल्स चालक शासन दोनों में प्रदर्शित किया गया है। [2][3]
संदर्भ
- ↑ Castles, F. (2015-12-03). "उच्च-क्रम स्थानिक फैलाव के कारण रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव". Physical Review A. American Physical Society (APS). 92 (6): 063804. arXiv:1503.04103. doi:10.1103/physreva.92.063804. ISSN 1050-2947.
- ↑ Consoli, F.; De Angelis, R.; Duvillaret, L.; Andreoli, P. L.; Cipriani, M.; Cristofari, G.; Di Giorgio, G.; Ingenito, F.; Verona, C. (15 June 2016). "नैनोसेकंड शासन में लेजर-प्लाज्मा इंटरैक्शन के कारण विशाल विद्युत चुम्बकीय दालों के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वारा समय-समाधान पूर्ण माप". Scientific Reports. 6 (1): 27889. Bibcode:2016NatSR...627889C. doi:10.1038/srep27889. PMC 4908660. PMID 27301704.
- ↑ Robinson, T. S.; Consoli, F.; Giltrap, S.; Eardley, S. J.; Hicks, G. S.; Ditter, E. J.; Ettlinger, O.; Stuart, N. H.; Notley, M.; De Angelis, R.; Najmudin, Z.; Smith, R. A. (20 April 2017). "पेटवाट लेजर-मैटर इंटरैक्शन से विद्युत चुम्बकीय दालों की कम-शोर समय-समाधान वाली ऑप्टिकल सेंसिंग". Scientific Reports. 7 (1): 983. Bibcode:2017NatSR...7..983R. doi:10.1038/s41598-017-01063-1. PMC 5430545. PMID 28428549.
