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高Q差距MetaSurfaces驱动的总频率生成...
图3。sfg对（a）泵梁从855到880 nm的不同波长的光谱依赖性，以及（b）1525至1565 nm的信号梁。在前一种情况下，信号的波长固定为1545 nm，而在后一种情况下，泵的波长固定在875 nm处。在（a）和（b）所示的光谱中，将泵和信号梁设置为极化状态，从而提供最大的非线性发射。（c）由元表面（彩色线）产生的三种非线性排放的强度，与SHG 2 P，SFG和SHG 2 S相对应，以及差距半导体材料的灭绝系数（带正方形的灰色线）作为波长的功能。插图中显示了与SFG非线性过程相对应的能级图。（d）SFG强度是泵梁（底部）和信号梁（顶部）中平均功率的函数。实验数据（在对数字图中显示的实验数据）表明SFG具有泵和信号梁的功率的线性依赖性。
用于产生复杂量子态的共振超表面
量子态工程是量子光子技术的基石，主要依赖于自发参量下转换和四波混频，其中一个或两个泵浦光子自发衰减为一个光子对。这两种非线性效应都要求参与光子的动量守恒，这严重限制了所得量子态的多功能性。非线性超表面具有亚波长厚度，可以放宽这一限制；当与共振结合时，它们大大扩展了量子态工程的可能性。在这里，我们通过自发参量下转换在具有高品质因数、连续共振中准束缚态的半导体超表面中生成纠缠光子。通过增强量子真空场，我们的超表面在多个窄共振带内和宽光谱范围内增强了非简并纠缠光子的发射。在多个波长下泵浦的同一样品中的单个共振或多个共振可以产生多频量子态，包括簇态。这些特征表明超表面是量子信息的复杂状态的多功能来源。O
使用介电超表面进行定制的单元操作
过去十年，量子计算和信息处理因比经典算法具有更快的加速性能而引起了人们的广泛关注。从数学上讲，一个整体的量子操作可以看作是在构建量子网络中对输入量子比特进行的一系列幺正变换。实现量子计算的物理系统有很多，如离子阱、约瑟夫森结、氮空位中心等[1]。在这些物理系统中，线性光学方案最具吸引力，因为量子信息载体是光子，而光子可能不存在退相干[2,3]。当对输入光子进行量子计算时，基本量子比特通常由两个正交模式或两个偏振通道中的单光子来准备。为了在量子信息处理中产生所需的演化，每个相应的量子比特操作由一些简单的光学元件或它们的组合来实现，如分束器、移相器和波片[4,5]。单量子比特操作属于 U(2) 变换类，此类变换已在理论上进行了讨论，并通过这些元件的组合在实验中实现了 [2–6]。然而，使用传统线性光学元件的物理实现似乎体积庞大，难以集成到物理系统小型化，因此非常希望简化当前的光学实现。另一方面，超表面（单层或多层超材料结构）可以平坦、紧凑地实现经典光学区域中不同光学元件的小型化 [7,8]。由于在制作任何量身定制的共振超材料结构时都具有丰富的自由度，它们已经应用于需要复杂自由度的不同场景，包括全息图 [9,10]、光学平面透镜 [11,12]、斯托克斯偏振仪 [13–15] 和模拟计算 [16–18]。具体来说，超材料已用于执行信息或图像处理。通过将超材料像素化为一组离散结构，这些“数字超材料”可进一步用于执行不同的数学运算，如傅里叶变换和微分[15-22]。扩展到量子光学领域，超表面可用于替代传统的线性光学元件
设计有效太阳能转换的元信息
摘要：最近出现了一个有前途的技术平台，通过使用亚波长纳米索子的二维阵列在纳米级构造材料，从而提供了对光的前所未有的控制。这些元信息具有非凡的光学特性，可以在成像，传感，电信和与能量相关的领域中进行多种应用。跨曲面的一个重要优势在于它们通过精确地设计纳米架阵列的几何形状和材料组成来操纵光谱的能力。因此，它们具有有效的太阳能收获和转换的巨大潜力。在这篇综述中，我们根据元信息介绍了太阳能转换设备的当前最新面积。首先，我们概述了太阳能转化中涉及的基本过程，以及对元时间的主要类别的介绍，即等离子体和介电元信息。随后，我们探讨了使用的数值工具来指导元信息的设计，特别关注促进优化光学响应的逆设计方法。为了展示元时间的实际应用，我们介绍了跨各个领域的选定示例，例如光伏，光电化学，光催化，太阳热和光热路线以及辐射冷却。这些例子强调了可以利用跨度额来利用太阳能的方式。关键字：元时间，质膜，介电，太阳能转换，逆设计，光学响应通过量化元信息的光学特性，可以预期在太阳能收集技术中取得重大进步，从而提供新的实用解决方案来支持新兴的可持续社会。
在整体磷化镀磷层元素中的第二次谐波产生
*通讯作者：Muyi Yang，固态物理研究所，弗里德里希·席勒大学Jena，Max-Wien-Platz 1，07743 Jena，德国；弗里德里希·席勒（Friedrich Schiller）大学Jenafriedrich Schiller大学耶拿（Jena），Albert-Einstein-STR的ABBE光子学中心应用物理学研究所。15，07745德国耶拿；和Max Planck Photonics，Hans-Knöll-Straße1，07745德国Jena，电子邮件：muyi.yang@uni-jena.de。https://orcid.org/0000-0002-1738-4536 Maximilian A. Weissflog，应用物理研究所，Abbe Photonics，Friedrich Schiller University，Albert-Einstein-STR。15，07745德国耶拿；以及汉斯·斯特拉斯（Hans-Knöll-Straße）1，07745德国耶拿（Jena），麦克斯·普朗克（Max Planck）光子学院。https://orcid.org/0000-0002-3091-1441 Zlata Fedorova，固态物理研究所，弗里德里希·施莱尔·史列尔（Friedrich Schiller Uni-Cersity Jena），Max-Wien-Platz 1，07743 Jena，德国Jena，德国；和应用物理研究所，Abbe光子学中心，弗里德里希·席勒大学（Friedrich Schiller）大学耶拿，阿尔伯特·恩斯坦 - 斯特（Albert-Einstein-STR）。15，07745德国耶拿，安吉拉·贝雷达（Angela I. Barreda），固态物理研究所，弗里德里希·席勒（Friedrich Schiller Uni-Cersity），耶拿（Jena），马克斯 - 韦恩·普拉茨（Max-Wien-Platz）1，07743德国耶拿（Jena）；弗里德里奇（Friedrichschilleruniversityjena），阿尔伯特·埃因斯坦（Albert-Einstein-STR），弗里德里希（Friedrichschilleruniversityjena）应用物理学研究所。15，07745德国耶拿；以及AVDA马德里大学卡洛斯三世分校的展示和光量应用程序。de la大学，30岁，莱加纳，28911马德里，西班牙，斯特凡·伯纳，应用物理研究所，阿贝·光子学院，弗里德里希·席勒大学耶拿，阿尔伯特·史特恩·斯特林。15，07745德国耶拿；和麦克斯·普朗克（Max Planck）摄影学院，汉斯·斯特拉斯（Hans-Knöll-Straße）1，07745德国耶拿（Jena）15，07745 Jena，Ger-许多Falk Eilenberger和Thomas Pertsch，Applied Physics研究所，Abbe Photonics，弗里德里希·席勒大学Jena，Albert- Einstein-STR。15，07745德国耶拿； Max Planck Photonics，Hans-Knöll-Straße1，07745 Jena，德国；和弗劳恩霍夫（Fraunhofer）应用光学和精密工程IOF，Albert-Einstein-Straße7，07745 Jena，德国伊萨贝尔·斯塔德（Isabelle Staude），固体状态研究所，弗里德里希·施莱尔·施莱尔·席勒（Friedrich Schiller Uni-Versity）弗里德里奇（Friedrichschilleruniversityjena），阿尔伯特·埃因斯坦（Albert-Einstein-STR），弗里德里希（Friedrichschilleruniversityjena）应用物理学研究所。
设计师SIO2元面积用于有效的被动辐射冷却
近年来，文献中提出了越来越多的被动辐射冷却材料，由于其独特的稳定性，无毒性和可用性，其中有几个示例依赖于使用二氧化硅（SIO 2）。尽管如此，由于其散装声子 - 孔子带，Sio 2在大气透明度窗口内呈现出明显的反射峰（8-13μm），从而导致发射率降低，这构成了挑战，以实现对亚物种的次级辐射辐射冷却的标准。因此，该领域的最新发展专门用于设计Sio 2光子结构的设计，以增加散装SIO 2辐射冷却器的冷却潜力。本综述旨在通过评估其冷却效率及其可扩展性来确定SIO 2辐射发射器的最有效的光子设计和制造策略，从而对各种类型的各种类型的sio 2 radiative Coolers sio（数值和实验）进行了深入的分析。
非线性元信息的逆设计总和频率生成
摘要：总和频率产生（SFG）具有多个应用，从光源到成像，其中有效的转换需要较长的相互作用距离或二次非线性材料中的较大的浓度。metaSurfaces为增强SFG的基本途径提供了与集成超薄平台的极端领域增强的共鸣。在这项工作中，我们为纳米图案的元表面进行多个客观拓扑优化的一般理论框架，以促进高效sfg并同时选择发射方向并量身定制元清化方向。基于此框架，我们提出了新颖的跨表面设计，展示了最终功能，以转化从成像到极化法的外观非线性发光的光线。例如，我们的一个元面积产生高度极化和方向性的SFG发射，其效率超过0.2 cm 2 gw-1在10 nm信号工作带宽中。
利用超表面进行 Grover 量子搜索算法的表面声波计算
由于并行处理的优势，基于波的计算最近引起了广泛关注。特别是，已经证明了几种声波计算设备可以执行经典算法和数学运算。在这里，我们扩展了声波计算以模拟量子算法，提出了一种支持欺骗表面声波的集成声学梯度超表面系统来实现 Grover 量子搜索算法。我们表明，这种集成元设备可以实现设计的亚衍射和透射相位，可用于模拟量子算法中使用的操作，例如 Hadamard 变换和平均值的逆。数值模拟证明了该设备具有良好的搜索能力，包括比经典算法快一倍的速度和亚波长搜索精度。我们预计，我们的结果将启发片上集成元设备的替代设计方案，以实现更多受量子启发的声学模拟计算。
利用导波驱动的超表面塑造自由空间光
具有无与伦比的光可控性的超表面已显示出彻底改变传统光学的巨大潜力。然而，它们主要需要外部光激发，这使得它们很难完全集成到芯片上。另一方面，集成光子学可以将光学元件密集地封装在芯片上，但它限制了自由空间光的可控性。在这里，通过将超表面装在波导上，我们将导波塑造成任何所需的自由空间模式，以实现复杂的自由空间功能，例如平面外光束偏转和聚焦。这种超表面还打破了有源微环谐振器中顺时针和逆时针传播的回音壁模式的简并性，从而导致片上直接轨道角动量激光。我们的研究展示了一条跨集成光子学和自由空间平台完全控制光的可行途径，并为创建具有灵活访问自由空间的多功能光子集成设备铺平了道路，这使得通信、遥感、显示器等领域的大量应用成为可能。