图 2 显示了超透镜在中红外照明下的操作性能。如上所述,法线入射的 TE 和 TM 光束将偏转约 15° 到表面法线两侧的各自焦平面。APL 开发了一个简单的程序来表征超透镜在两个窄中红外光谱区域(4.26 和 4.67 µm)内的偏振选择性,这使得使用单个中红外探测器就可以收集与四种输入偏振/样品方向排列组合相关的图像。首先,在入射光束中使用线性偏振器,样品的方向如图 2 所示,用一系列 TE 和 TM 输入照射超透镜。TM 光被偏转至探测器,而 TE 响应则远离 TM 焦平面。收集完这两幅图像后,样品绕光源法线旋转 180°,TE 和 TM 焦平面也随之旋转。然后用 TE 和 TM 序列的偏振中红外光照射样品,在探测器平面上生成最后两幅图像。
量子信息利用独立和纠缠的量子系统来执行一系列信息处理任务,这比传统系统更具优势 [1]。量子通信是量子信息的一个主要分支,其目的是通过通信链路(光纤或自由空间信道)在远程方(通常称为 Alice 和 Bob)之间忠实地传输光子量子态 [2]。量子密钥分发 (QKD) 是一种重要的量子通信协议,其目标是在 Alice 和 Bob 之间远程生成共享密钥 [3-5]。其有效性已在长距离上得到证实 [6],这对于实际应用来说是理想的。过去,大多数量子通信实验都集中在点对点应用上,直到最近,人们对网络和多用户应用的兴趣才有所增加,并将大量精力集中在支持未来量子计算机网络的底层通信基础设施上,即所谓的量子互联网 [7]。与标准通信网络一样,路由将是实现单光子动态功能的一项基本功能。实现具有潜在快速响应时间的单光子路由器的直接方法是使用干涉仪 [8 – 11]。在 [8] 中,使用在其一条臂中带有相位调制器的马赫-曾德尔干涉仪 (MZI) 将单光子按需路由到其一个输出。基于 MZI 设计的具有两个输入和两个输出的单光子开关也已提出 [9]。在 [10] 中,还提出了一种基于 MZI 的耦合器,其中光子可以作为可调开关以任何分光比路由。在这些论文中,提出了三种路由配置,由于使用 MZI,所有这些配置都需要额外的主动相位稳定系统。为了获得更稳定的设计,另一种配置采用了 Sagnac 光纤
光电器件的发展需要在新材料体系和新器件机制上不断突破,需求从信号强度和响应度的检测转向对偏振态信息灵敏度的探索。二维材料是一个丰富的家族,具有多样化的物理和电子特性,可用于偏振器件,包括各向异性材料、谷电子材料和其他混合异质结构。在本文中,我们首先回顾了二维材料中偏振光相关的物理机制,然后详细描述了光学和光电特性,包括拉曼位移、光吸收和光发射以及功能光电器件。最后,对未来的发展和挑战进行了评论。大量的二维材料及其异质结构为偏振相关的科学发现和光电器件应用提供了希望。
众所周知,光混合器 [1] 是光通信相干接收器中的关键组件。它可以采用多种技术构建,包括光纤、硅光子学和偏振光学 [2-5]。扩展可用带宽以匹配光电探测器的整个范围可以实现新的应用,例如相干光谱 [6]、光纤传感 [7]、光检测和测距 (LiDAR) [8],以及生物医学传感和成像 [9],例如光学相干断层扫描 (OCT) [10]。在迄今为止报道的制备的混合器中,最大的带宽为 120 nm,约为 1550 nm,这是因为如果不进行主动调整就难以获得精确的 90° 相移 [11-13]。多平面光转换 (MPLC) 是一种多输入、多输出光束重塑技术,由一系列由自由空间传播分隔的相位掩模组成 [14, 15],因此可以产生具有 2 个输入和 4 个输出的光混合器。图 1 显示了由 14 个光滑相位掩模板和一个金镜组成的多反射腔中形成的光学混合器的示意图。输入由微透镜准直的单模光纤阵列馈送,输出是四束高斯光束,这些光束与类似的光纤准直器阵列模式匹配,或者可以在自由空间光电探测器上检测到。
掺铒 GaN (Er:GaN) 准块状晶体正成为一种有前途的新型增益介质,用于在 1.5 μ m 的视网膜安全波长窗口发射高能激光器。我们报告了偏振分辨光致发光 (PL) 发射光谱研究,结果表明,激发偏振平行于 GaN c 轴 (EQ jj c Q) 的泵浦效率明显高于激发偏振垂直于 GaN c 轴 (EQ ? c Q) 的泵浦效率。这一现象是固有极性纤锌矿 GaN 晶格的直接结果,沿 GaN 的 c 轴在每个 Er 离子周围产生一个净局部场。 PL 发射光谱的温度依赖性行为可以用 GaN 中 Er 3+ 的 4 I 15/2 基态和 4 I 13/2 第一激发态子能级之间的玻尔兹曼分布来解释,从而更好地理解 1.5 μ m 附近观察到的主要发射线的起源。结果表明,可以利用 GaN 中的极化场,通过操纵激发光源的极化来增强有效 Er 激发截面。
激光器现在是一项普遍的技术,具有许多熟悉的应用程序,包括沟通,材料处理,3D扫描,印刷,医疗应用等等。激光辐射的产生需要热力学平衡的不平衡,以至于只有高度不寻常的天体物理量表现象才能在自然界中产生激光[1]。所有其他激光均经过设计和使用。使用的目的是驱动军事愿望检测激光的意图。激光器的军事应用包括范围查找,目标名称,激光耀眼和导弹控制[2]。军方感兴趣的大多数激光是脉冲激光器。时间分辨率和高瞬时亮度使它们非常适合在范围检测器和目标标记等应用中在许多公里的范围内运行。已经开发出激光华纳接收器(LWRS)来检测这些激光器所带来的威胁[3] [4],并允许辐射的平台启动由感知的威胁确定的适当的对策。在过去的几年中,连续波(CW)可见的激光二极管的优势产生了更广泛的危害 - 所谓的激光指针。手持式可见激光器具有几个瓦的功率,可容纳几百美元,波长不断扩展。这些激光被证明是一种威胁,当他们接近降落时,它们朝向飞机,并有1500多个报道称,去年英国和美国令人眼花azz乱的飞行员。CW激光器是激光检测世界中的特定挑战。常规LWR在检测这些激光器方面表现不佳,因为它们依赖于使用脉冲激光器观察到的亮度的快速时间变化。Wang [5]将激光检测分为三类 - 相干识别,散射识别和频谱识别。这些是基于观察到的类别而不是区分特征。Benton [6]采用了基于歧视技术 - 成像,光谱和连贯性的分类方法。前两个类别本质上都是
多光谱和/或极化成像是下一代红外摄像机不可避免的要求。1–9与单色/全球成像相比,狭窄和多光谱的成像可以提供更丰富的对象信息,从而确定对象的绝对温度,并降低相机对大气条件的敏感性。几个相邻光谱通道的组合有助于在复杂的环境中检测到埋藏的物体。5人工对象(例如金属和玻璃)通常具有与天然物体的极化特性不同的。因此,获取极化信息有可能识别某些对象,被认为是提高识别效率并减少错误警报的重要手段。2–4传统的多光谱和极化技术基于单个光谱焦平面阵列,光谱仪和/或极化器的掺入,这些光谱平面阵列,光谱仪和/或极化器通常需要高成本的机械扫描仪器和额外的空间。这些附加
量子控制和测量是同一枚硬币的两面。要影响动态图,必须将精心设计的时间相关控制场应用于感兴趣的系统。要读出量子态,必须将有关系统的信息传输到探测场。我们研究了这种双重作用的一个特定示例,即通过与非共振光学探针的光移相互作用对原子自旋进行量子控制和测量。通过引入不可约张量分解,我们确定了光场的斯托克斯矢量与原子自旋态矩的耦合。这表明偏振光谱如何用于随时间演变的原子可观测量的连续弱测量。同时,探测场引起的状态相关光移可以驱动自旋的非线性动力学,并可用于在原子上产生任意的幺正变换。我们重新审视主方程的推导,以便在非线性动力学和光子散射的情况下给出自旋动力学的统一描述。基于这种形式,我们回顾了量子控制的应用,包括状态到状态映射的设计,以及通过对动态控制集合进行连续弱测量进行量子态重建。2009 Elsevier BV 保留所有权利。
如图 3 所示,测量了松散缠绕的 MC 光纤。这是使用标称 20 ns 脉冲宽度的 POffiRI 测量的,这给出了 125 ns 的有效脉冲宽度(见附录 A)。发射和接收的极化状态通过穿过相同的线性偏振器而对齐。在线性偏振器之前连接了一根 1.5kIn 引线光纤,然后是被测光纤。轨迹的 POffiR 部分显示峰峰值幅度仅为大约 4 dB,这表明轨迹未完全解析。图 7 显示了第 5 节的可调 POffiR 的轨迹。这是使用 40 ns 的有效脉冲宽度和与发射极化状态正交的接收极化状态测量的,这给出了 7 到 9 dB 之间的峰峰值幅度,更好地重新定义了极化 Ji!~l。--