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2020-2025 年联合健康与福祉战略
由于 2020 年 COVID-19 大流行，公共卫生部门重新调整了工作重点，以保护最脆弱的人群，NHS 以不同的方式动员起来支持那些直接受到病毒影响的人，而面临巨大压力的社会护理也受到了毁灭性的影响。COVID-19 对健康和福祉的影响被描述为一系列相互重叠的浪潮。第一波是 COVID-19 的直接健康影响和疾病负担；第二波和第三波分别是由于健康和护理服务中断而引起的紧急非 COVID 疾病和加重慢性病患者；第四波是 COVID-19 控制措施对更广泛健康决定因素的影响而产生的负担。
用于太赫兹光子学的拓扑赋能膜装置
摘要。太赫兹波的控制为下一代传感、成像和信息通信提供了深厚的平台。然而，所有传统的太赫兹元件和系统都存在体积庞大、对缺陷敏感和传输损耗大等问题。我们提出并通过实验证明了拓扑器件的片上集成和小型化，这可能解决太赫兹技术的许多现有缺陷。我们设计和制造了基于谷-霍尔光子结构的拓扑器件，可用于片上太赫兹系统的各种集成组件。我们用拓扑波导、多端口耦合器、波分和回音壁模式谐振器证明了谷锁定非对称能量流和模式转换。我们的设备基于拓扑膜超表面，这对于开发片上光子学具有重要意义，并为太赫兹技术带来了许多特性。
![arXiv:2402.19043v2 [eess.IV] 2024 年 7 月 19 日](/simg/a\a395d8573e4dc80c17be95bf840cf6a8f016b8d5.png)
arXiv:2402.19043v2 [eess.IV] 2024 年 7 月 19 日
摘要。由于 CT 或 MR 扫描的三维特性，医学图像的生成建模是一项特别具有挑战性的任务。现有方法大多采用逐块、逐片或级联生成技术，将高维数据放入有限的 GPU 内存中。然而，这些方法可能会引入伪影，并可能限制模型对某些下游任务的适用性。本文介绍了 WDM，这是一种基于小波的医学图像合成框架，它将扩散模型应用于小波分解图像。所提出的方法是一种将 3D 扩散模型扩展到高分辨率的简单而有效的方法，可以在单个 40 GB GPU 上进行训练。在 128 × 128 × 128 分辨率下对 BraTS 和 LIDC-IDRI 无条件图像生成的实验结果与最近的 GAN、扩散模型和潜在扩散模型相比，展示了最先进的图像保真度 (FID) 和样本多样性 (MS-SSIM) 得分。我们提出的方法是唯一能够以 256 × 256 × 256 的分辨率生成高质量图像的方法，优于所有比较方法。项目页面位于 https://pfriedri.github.io/wdm-3d-io 。
拓扑保护的谷相关量子光子电路
拓扑光子学已被引入作为集成光学的强大平台，因为它可以处理强大的光传输，并可进一步扩展到量子世界。令人惊讶的是，拓扑光子结构中的谷对比物理有助于形成与谷相关的边缘态、它们的单向耦合，甚至拓扑结中与谷相关的波分。在这里，我们设计和制作了基于 120 度弯曲界面的纳米光子拓扑鱼叉形分束器 (HSBS)，并展示了第一个片上与谷相关的量子信息过程。我们的 50 = 50 HSBS 由两个拓扑不同的畴壁构成，实现了双光子量子干涉，即 Hong-Ou-Mandel 干涉，可见度高达 0.956 0.006。将这种 HSBS 级联在一起，我们还展示了一个简单的量子光子电路和路径纠缠态的产生。我们的工作表明光子谷态可以用于量子信息处理，并且有可能利用谷相关的光子拓扑绝缘体实现更复杂的量子电路，为片上量子信息处理提供了一种新方法。
1.3 µm 量子点分布反馈激光器直接...
分布式反馈 (DFB) 激光器是城域网中基于波分复用的收发器的研究重点。本文报道了在互补金属氧化物半导体 (CMOS) 兼容 (001) Si 衬底上生长的首批 1.3 µm 量子点 (QD) DFB 激光器。实现了温度稳定的单纵模操作，边模抑制比超过 50 dB，阈值电流密度为 440 A cm −2。展示了 128 Gbit s − 1 的单通道速率，净频谱效率为 1.67 bits − 1 Hz − 1，使用 O 波段的五个通道，总传输容量为 640 Gbit s − 1。除了 QD 有源区生长之外，整体制造基本与量子阱 (QW) DFB 激光器的商业化工艺相同。这为 QD 技术进入之前由 QW 器件填充的商业应用提供了一条工艺兼容的途径。此外，在整个 CMOS 兼容 (001) Si 晶片上生长激光外延的能力还带来了降低成本、改善散热和制造可扩展性的额外好处。通过 III-V 族和 Si 的直接外延集成，人们可以设想光子学行业的一场革命，就像 CMOS 设计和加工彻底改变了微电子行业一样。从片上光学互连的系统角度讨论了这一点。
Integrated strategy for real-time wind power fluctuation ...
在国内和国际文献中，在使用混合储能系统来减轻风能波动的策略方面取得了广泛的进步。Long [13]提出使用小波分解理论将风电场的原始输出功率分解为多个尺度，并采用模糊控制，以优化混合储能系统的初始功率分配。但是，小波分解层的选择会影响分解结果。Xianjun和Jia [14-15]提出了一种改进的小波包抑制策略，该策略不仅符合风电网连接标准，而且还降低了电荷分离开关频率，从而增强了存储系统的经济活力。Zhang [16]提出了平均滑动和EMD，以获得网格连接和储能功率信号，目的是最大化净福利以完成储能系统配置。guo [17]提出了通过考虑最新电荷（SOC）并配置额定功率和容量和容量和容量来分解混合能源系统功率。使用自适应变分模式分解（VMD）算法，Xiao [18]通过结合超级电容器和氢储罐的状态来分配内部功率，从而自适应地分解风力。fang [19]使用VMD和Wigner – Ville分布算法来处理原始功率数据，并应用了混乱粒子群优化算法来解决两阶段的每月和日前优化问题。Xidong [20]提出了一种方法，该方法将最佳的指数平滑与Ceemdan结合在一起，以获得与网格连接和存储的功率，从而促进了存储系统中的内部功率分配。
用于太空平台的多个同步光学链路
太空自由空间光通信 (FSOC)，或称激光通信，在带宽、尺寸、重量、功耗节省以及不受管制的频谱方面，比射频 (RF) 通信具有关键优势。与 RF 通信相比，理论和演示的激光通信系统在 SWaP 相似或相同的情况下，数据速率更高。新的太空网络架构，例如 SpaceX 和 Telesat 等公司目前正在部署的宽带星座，利用光学卫星间链路来提高系统总吞吐量并减少地面站数量，从而降低整体系统成本。除了 LEO 之外，Artemis 计划基础设施还包括猎户座太空舱和地球之间的光通信中继，最终计划扩展到月球轨道器以实现连续表面覆盖。尽管性能优势明显且在各个应用中的采用率不断提高，但最先进的 RF 通信系统目前的表现优于激光通信系统，部分原因是光通信系统无法支持多个同时链路。频率重用、访问方法和动态波束形成等技术使 RF 通信系统能够绕过带宽限制并与网络内的其他节点（例如多个地面站、用户终端等）建立同时链接。这项工作着眼于将此功能扩展到激光通信系统，评估支持多个同时光链路所需的技术，并量化网络配置中多用户激光通信的影响。我们开发了一个模型来模拟这种系统的性能，并根据现有模型和数据对其进行验证。然后将该模型应用于 LEO 和深空网络场景，该场景分析不同的访问方法、网络配置和终端技术，例如光纤放大器与光子集成电路。我们进行权衡研究以确定所提方法的局限性和约束。然后，我们根据关键性能参数为每种场景提出架构建议。例如，我们发现对于 LEO 情况，一组四颗 6U 立方体卫星可以在网状网络配置中通过波分多址实现 12 Gbps 的总系统吞吐量。此外，通过使用基于光子的收发器而不是基于光纤的收发器，可以额外节省约 2.5 倍的质量。