脑淀粉样血管病(cerebral amyloid angiopathy, CAA) 是一种由β-淀粉样蛋白(amyloid-beta, Aβ)在脑血管中沉积所引起的疾病。它不仅在老年人和几乎所有阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)患者中常见，还可以独立于其他AD相关病理单独发生。CAA的存在和严重程度促进了AD相关临床症状的进展，并且在正常老年受试者中也与更快速的认知衰退相关。CAA的发生可能直接通过促进缺氧和神经元损伤或间接通过促进tau蛋白病理而导致认知衰退。此外，CAA还与脑出血及AD免疫治疗的主要并发症——淀粉样相关脑成像异常(amyloid-related brain imaging abnormalities, ARIA)有关。 虽然CAA的发展机制目前...
Neurohackademy：线上与线下结合的神经信息学教育 背景介绍 近年来，人类神经科学进入了一个大数据时代，由于人类连接组计划（Human Connectome Project）、青少年脑认知发育（ABCD）研究等项目科学家们获取了以前难以想象的规模和范围的数据集。这些数据集对于基础和临床研究都有重要的科学潜力。然而，这些数据集也给研究人员带来了各种新的挑战，包括生成、处理、访问、分析和理解这些数据的挑战。其中一个主要挑战是所谓的“大数据技能差距”：使用这些数据集的研究项目需要不同的知识基础和技能集，以及不同于传统小规模实验研究的技术和概念工具。 研究及文章来源 该研究由Ariel Rokem 和 Noah C. Benson共同完成，均为华盛顿大学 eScience Institut...
控制随机激光器的谱持久性 研究背景 随机激光器（Random Lasers，以下简称RLs）自1960年代被Letokhov理论提出以来，逐渐成为一个受到广泛关注的研究领域。RLs的一大特点是不需要精密制造的光学腔，这使得其在加工和扩展方面具有显著优势。这类激光器由于其固有的多模特性和低空间相干性，在全视场无干涉成像等应用中展现出独特的优势。例如，RLs在光散射介质中通过受激发射产生相干光，具有非线性响应和独特的谱波动行为，这些特点使其在传感和成像领域有潜在的应用。此外，RLs还展示出在复杂网络中作为非线性元件的潜力，是光神经网络的理想组件。 然而，RLs由于其结构的无序特性，在实际应用中面临着谱波动和重复性差等问题。尤其是在某些需要高重复性的应用中，例如神经网络的同步化中，谱波动显著影响了...
专题报道：Pound–Drever–Hall 前馈技术：超越反馈的激光相位噪声抑制 作者: Yu-Xin Chao, Zhen-Xing Hua, Xin-Hui Liang, Zong-Pei Yue, Li You, Meng Khoon Tey 机构: State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University, Beijing, China 期刊: Optica 发表日期: 2024年7月9日 DOI链接: 点击这里 一、研究背景 在过去的几十年中，频率锁定到超稳光学参考腔的窄线宽激光器的出现，开创了引力波探测、光学钟、超低噪声光子微波生成、高保...
超窄线宽混合集成自注锁定780nm激光器研究报告 研究背景 在现代科技中，窄线宽激光器在多种应用中发挥着至关重要的作用，包括经典与量子传感、离子陷阱系统、定位/导航/定时系统、光钟和微波频率合成器等。在可见光及近可见光谱范围内，低噪声激光器尤为重要，特别对于用于量子计算、传感和原子钟的激光束缚与冷却技术。本研究展示了一种在780 nm操作的混合集成窄线宽激光器，实现了105 Hz的自差异线宽。这项研究不仅展示了Hz级窄线宽激光器的技术可行性，还为未来的探索奠定了基础。 论文来源 这篇论文的主要作者是Artem Prokoshin、Michael Gehl、Scott Madaras、Weng W. Chow和Yating Wan，分别来自沙特阿拉伯的King Abdullah Univers...
干涉散射显微镜研究及多粒子追踪的空间相干性控制 背景介绍 干涉散射（iSCAT）显微镜因其在检测和成像孤立纳米粒子和分子方面的卓越表现，在无标签光学成像方法中已表现出无与伦比的性能。然而，当成像复杂结构如生物细胞时，由样品不同位置散射场的叠加会产生类似散斑的背景，从而对揭示精细特征带来显著挑战。研究论文中提出，通过控制照明的空间相干性，可以在不牺牲灵敏度的情况下消除虚假散斑背景。 研究来源 这项研究论文的主要作者包括Mahdi Mazaheri, Kiarash Kasaian, David Albrecht, Jan Renger, Tobias Utikal, Cornelia Holler和Vahid Sandoghdar。研究机构涉及Max Planck Institute for ...
背景介绍 光子集成电路（PICs）对于实现高速数据传输具有重要意义。然而，由于传统光子集成电路只采用单平面或少数堆叠平面，光学信号路由受限。此外，在实际应用中，耦合损耗需要尽可能低。当前的光子集成电路主要通过平面制备技术构建，包括硅基绝缘体（SOI）、硅氮化物（SiN）和铌酸锂绝缘体（LNOI）等材料。然而，这些方法常常面临光路耦合损耗较高和光路复杂难以实现3D自由路径等问题。 为了克服上述限制，科研团队提出了一种新的制备方法——通过光束曝光调控的折射率（SCRIBE）技术，能够在介孔二氧化硅结构内写入准确的3D梯度折射率（GRIN）分布。本文作者旨在应用SCRIBE技术制备低损耗、宽带、偏振不敏感的光纤耦合单模3D光体互连器件，并实现任意3D路径中的波导。 论文来源 2014年7月，作者A...
观察耦合环梳状微梳中的带间 Kelly 边带 背景介绍 Kelly 边带（Kelly Sidebands, KSS）是一种在锁模系统中出现的特殊色散波，在光纤激光器中进行了广泛的研究。然而，由于集成光子微谐振器的路径长度较短，在集成微梳中的生成相对困难。尽管存在这些挑战，在破坏对称性的脉冲泵浦孤子微梳中，最近也观察到了 Kelly 边带。在这一研究背景下，作者们探讨了在部分耦合跑道谐振器微梳中通过连续波激励生成 Kelly 边带。 论文来源 本文由 Maodong Gao、Zhiquan Yuan、Yan Yu、Warren Jin、Qing-Xin Ji、Jinhao Ge、Avi Feshali、Mario Paniccia、John E. Bowers 和 Kerry J. Vahal...
高速大功率自由空间光通信：瓦特级光子晶体表面发射激光器的直接调制 背景介绍 半导体激光器作为光通信的重要光源，因其体积小、成本低、寿命长、效率高等特点而被广泛应用。例如，垂直腔面发射激光器（VCSELs）由于其低功耗和宽带直接调制能力，适用于数据中心的短距离光互连；而分布反馈（DFB）激光器则因其单模操作特性，在长距离光纤通信中得到了广泛应用。近年来，利用半导体激光器的自由空间光通信（FSO）因其能够在长距离内实现高速传输，且无需光纤，因此备受关注。FSO 技术在超越5G和未来6G 通信中的回程和前传网络，卫星之间的通信以及深空通信中都具有潜在应用。在这些应用中，高功率和窄束宽的激光特性尤为重要。然而，传统的半导体激光器如VCSELs和DFB 激光器无法在单晶片上同时满足高功率和高速操作的要...
超光谱存储内计算与光频梳和可编程光存储器的应用 导言 近年来，机器学习的突破促进了包括医疗、金融、零售、汽车和制造业在内的多个行业的革命性发展。这些转变导致对广泛的矩阵-向量乘法运算(mvm)需求激增，这对于大规模优化和深度学习算法是至关重要的。然而，这种日益增长的计算需求挑战了传统的冯·诺依曼数字电子计算机架构，该架构将存储器和处理单元分开，从而导致“冯·诺依曼瓶颈”，即数据在存储器和处理器之间的传输速度限制了整体系统性能。为了解决这一性能瓶颈，存储内计算作为一种变革性的解决方案浮现出来，它通过将非易失性存储元素直接集成到处理器中，推动更高效的数据移动、降低能耗和实现高度并行计算。 与此同时，光学计算系统因其天生适合并行数学运算而重新引起了关注。这些系统自几十年前首次出现以来，已经取得了显...