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...
波导极化激兆实现蓝-紫外光锁模的研究报道 在现代光电子学领域，激光技术的不断进步极大地推动了信息科技、生物医学及工业加工等多个领域的发展。尤其是锁模激光技术，以其超短脉冲和高重复率的特点，在精密测量、高速通信等方面展现了重要应用价值。然而，传统的基于量子阱或者材料非线性效应的锁模激光器通常存在脉冲宽度和工作温度的限制。因此，研究人员致力于在新型材料体系和器件结构下寻找更高性能激光源的可能性。 最近，法国蒙彼利埃大学(Laboratoire Charles Coulomb, L2C)、巴黎-萨克雷大学(Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS)、法国索邦大学(Sorbonne Université)等机构的研究团队发表了一篇题为《波...
数字激光器的轨道角动量梳状模式需求 研究背景与意义 随着信息技术的日新月异，对高容量数据传输提出了愈加严苛的要求。光的轨道角动量(OAM)因其内在的无限维度，被认为是具备巨大潜力的信息载体，至关重要的是要实现可按需生成任意OAM光谱，尤其是像频率梳那样的OAM梳状模式。然而，当前技术下，实现在源头即能够自由切换的数字式OAM梳状激光器还面临挑战，尤其是实现在实时调控的可切换多OAM模式至关重要，且需求逐步升温。本研究正致力于开发能够在源头便捷而动态切换的数字式OAM梳状激光器，同时期望进一步推动高维技术的发展，特别是在高维OAM模式的基础研究与应用中寻找更多机会。 论文来源 本次研究由南京大学的国家固态微结构实验室和物理学院的任志成、樊丽、郑子默、刘志峰、楼艳超、黄双银、陈超、李永男、涂诚厚...
科研报道：合成磁场在偏振光子的电控工程 学术背景及研究目的 近年来，合成规理论（synthetic gauge theory）在非磁性光子系统中已经展现了其在控制光传播及其状态演化方面的潜力。然而，此前通过不同机制生成的合成磁场在控制光子偏振方面均未能取得明显成效。此外，以往报道的磁场通常是在固定几何配置下合成，难以实现调控。因此，对于光子的工程合成磁场仍然是一个充满挑战的课题。本文提出了一个普遍的自旋1/2理论框架，并在工程化的各向异性介质中合成了用于控制不同偏振光子的磁化向量。 论文来源 本文由Guohua Liu，Zepei Zeng，Haolin Lin，Yanwen Hu，Zhen Li，Zhenqiang Chen和Shenhe Fu等人撰写，所属机构包括Jinan Univer...
光学自旋轨道耦合的宽带色差空间微分成像 背景介绍 在图像处理中，传统的空间微分通常是通过数字电子计算来完成的。然而，许多大数据应用需要实时和高通量的图像处理，这对数字计算来说是一个巨大的挑战。光学模拟空间微分有可能克服这一挑战，因为它能够以低能耗对整个图像进行大规模并行处理。此外，光学空间微分还可以对纯相位物体（如透明的生物细胞）进行成像，这是数字电子计算所无法实现的。因此，光学微分最近受到了广泛关注，在无标签细胞成像、图像处理和计算机视觉等领域有着广泛的应用。 论文来源 这篇论文题为《spin–orbit optical broadband achromatic spatial differentiation imaging》, 由Hongwei Yang、Weichao Xie、Huif...