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专题 - 液晶光学传感器
近年来，液晶技术的飞速发展引起了人们的广泛关注。液晶（LC）存在于晶体和各向同性液体之间的中间相，同时表现出流动性和各向异性。作为一种高灵敏度、刺激响应性材料，液晶对外界刺激（包括温度、电场、磁场、光和表面活性剂）反应迅速。液晶分子的长程有序性使其可用于传感平台中的光信号放大器。它可以实现对各种目标（例如温度、化学分析物和生物分子）的简单、快速和灵敏的检测。基于液晶的化学传感器和生物传感器被视为最新的传感平台，可用于环境监测、工业和疾病诊断领域。本期特刊旨在整理围绕液晶光学传感技术的最新创新研究和评论论文，这些论文提供了材料、结构、检测技术、器件制造、传感性能和应用方面的最新研究。
硅光子晶体腔阵列的转移印刷微组装：超越制造公差极限
光子晶体腔 (PhCC) 可以将光场限制在极小的体积内，从而实现高效的光物质相互作用，以实现量子和非线性光学、传感和全光信号处理。微制造平台固有的纳米公差可能导致腔谐振波长偏移比腔线宽大两个数量级，从而无法制造名义上相同的设备阵列。我们通过将 PhCC 制造为可释放像素来解决此设备可变性问题，这些像素可以从其原生基板转移到接收器，在接收器中有序的微组装可以克服固有的制造差异。我们在一次会话中演示了 119 个 PhCC 中的 20 个的测量、分箱和传输，产生了空间有序的 PhCC 阵列，21 按共振波长排序。此外，设备的快速原位测量首次实现了 PhCC 对打印过程的动态响应的测量，在几秒到 24 小时的范围内显示出塑性和弹性效应。25
量子科学与技术跨学科双学位（QuST）第 6/7 学期 B.Tech 学生有资格升级至五年级
量子科学与技术（QuST）跨学科双学位 第 6/7 学期的 B.Tech 学生有资格升级到五年制跨学科双学位（B.Tech 和 M.Tech）课程。 沿着这个思路，我们想提议提供量子科学与技术（QuST）的 DD 课程。 鉴于当今学术界和工业界对量子计算和信息的广泛兴趣，我们希望这样的课程除了吸引 EP 学生之外，还能吸引大量来自 EE、MME、ME、CS 系的学生。 学生必须从不同系的先进材料和纳米科学选修课列表中选择四门选修课（36 个学分） 量子科学与技术 DD 课程列表 将有四门核心课程，包括量子计算和量子信息课程、量子计算和计量实验技术 ID 课程、量子电子学和激光课程以及光信号处理和量子通信课程。 （36 个 DD 核心课程学分）。核心课程还包括第 9 和第 10 学期的一个项目，价值 85 个学分。第七学期
长光纤放大器中非线性的研究
长光纤放大器采用超过 100 米的有效光纤长度，其产生是因为需要在宽波长范围内放大光信号，而这超出了传统光纤放大器的能力。这一领域的主要驱动力来自电信行业，该行业推动网络容量增长的动力指向了标准光传输光纤在以前未利用的波长范围内的相对较低的衰减。我们发现，L 波段 (1570 – 1611 nm) 1 中的波长可以以与 C 波段波长 (1530 – 1569 nm) 类似的方式用掺铒光纤放大器 (EDFA) 进行放大。L 波段放大器设计中最明显的区别是，与传统 C 波段放大器相比，需要较长的掺铒光纤 (EDF) 才能获得相当的增益。因此，在长放大器内，我们可能会发现发生有害光学非线性效应的理想环境。
纯量子态集合的非正交性测度
摘要：现代光通信技术可以实现大规模多级（或M元）光信号，研究这种大规模M元光信号的量子力学性质对于统一量子信息科学和光通信技术的理解至关重要。本文针对纯量子态集合的量子力学非正交性，提出了一种基于量子检测理论中最小二乘误差准则的非正交性指标。首先，定义线性无关信号的指标，并通过数值模拟对所提出的指标进行分析。接下来，将该指标应用于超大规模M元相移键控（PSK）相干态信号。此外，将该指标与PSK信号的纯状态信道容量进行了比较。结果表明，即使信号传输功率很高，超大规模M元PSK相干态信号仍然表现出量子性质。因此，基于所提出的指数对高度大规模M元相干态信号的理论表征将是更好地理解量子流密码Y00等尖端光通信技术的第一步。
量子技术：苏格兰的机遇
量子计算可能会使当前的公钥加密失效。防御这一问题的主要候选方案是量子密钥分发 (QKD)。QKD 最适合用于“自由空间”通信，尤其是卫星通信，全球有许多示范项目。由于光信号在光纤中传播时会衰减，因此光纤系统的 QKD 更具挑战性，光纤系统主导着世界通信基础设施。中国展示了最先进的光纤试验，在四个城市之间建立了 QKD 网络。东芝欧洲公司和英国电信公司合作，在国家复合材料中心和建模与仿真中心之间使用 Openreach 基础设施演示了基于 QKD 的安全网络（另见附录 3 中的“AQuaSec”项目）。欧洲量子通信倡议打算提供一个覆盖 27 个国家的完整 QKD 网络，该网络将于 2027 年投入运营，QKD 在目前的 UKRI 项目组合中占有重要地位。
![arXiv:2104.06032v2 [quant-ph] 2021 年 5 月 31 日](/simg/4\4caf8abd6573dcf16aa1a778a00535cab3280533.webp)
arXiv:2104.06032v2 [quant-ph] 2021 年 5 月 31 日
我们研究了干涉元素在量子光非线性光谱中的应用。受控干涉耦合到物质的电磁场可以诱导物质微观耦合序列（历史）的建设性或破坏性贡献。由于量子场不交换，量子光信号对光物质耦合序列的顺序很敏感。因此，物质关联函数由不同的场因子印记，这些场因子取决于该顺序。我们通过控制不同贡献路径的权重来识别相关的量子信息，并提供了几种恢复它的实验方案。非线性量子响应函数包括非时间排序物质关联器 (OTOC)，它揭示了扰动如何在整个量子系统中传播（信息扰乱）。当使用超快脉冲序列时，相对于干涉仪引起的路径差异，它们的影响最为显著。 OTOC 出现在其他领域的量子信息学研究中，包括黑洞、高能和凝聚态物理。
红外探测器的最新进展：材料和... - DRP
摘要：红外辐射是一种波长介于可见光和微波之间的电磁波，人眼无法看见。这种辐射必须转化为其他物理上可量化的性质才能被探测和测量，才能确定它是否存在、强度如何。红外探测器是将入射红外光信号转化为电信号输出的工具。随着红外探测器在各国的广泛应用，对红外探测器提出了更高的要求。为了进一步拓展波长、提高分辨率、降低成本，基于Ⅱ类超晶格、胶体量子点、硅基材料等新材料、新技术的红外探测器得到了发展。本文综述了国内外红外探测器的发展情况，报道了红外探测器的新材料、新技术。讨论了当前红外探测器研究的局限性和优势，展望了红外探测器未来的发展趋势。此外，概述了红外探测器的最新进展。介绍了基本机制。然后，介绍了材料纳米线、HgCdTe、HOT 和 InAs/InGaAs。最后，展示了进一步的应用。
金硅结构非线性白光发光编码，用于物理不可克隆的安全标签
发光安全标签是保护消费品免遭假冒的有效平台。尽管如此，由于标签元件的窄带光致发光特性，这种安全技术的寿命有限。在本文中，我们提出了一个新概念，用于应用通过直接飞秒激光写入制造的混合金属半导体结构中实现的非线性白光发光来创建物理上不可克隆的安全标签。我们证明了在制造阶段控制的制造混合结构的内部组成与其非线性光信号之间的密切联系。我们表明，应用基于离散余弦变换的去相关程序以及标签编码的极性码可以克服白光光致发光光谱相关性的问题。应用的制造方法和编码策略用于创建物理上不可克隆的标签，具有高度的设备唯一性（高达 99%）和位均匀性（接近 0.5）。证明的结果消除了利用白光发光纳米物体创建物理不可克隆标签的障碍。
三模态同时研究人类大脑功能的概念验证证据
图 1 多模态数据集成。首先，可以提取功能性磁共振成像 (fMRI)、事件相关光信号 (EROS) 和事件相关电位 (ERP) 的信号，并分别分析其与认知过程、行为或个体差异的关系（上图）。请注意 fMRI、EROS 和 ERP 信号在空间和时间尺度上的差异。为了便于显示，EROS 数据以 4 的重采样因子进行了下采样。其次，可以一起分析成对的脑成像模式，以识别脑信号之间的关联（中图），并可以检查与所关注活动相关的组合信息。第三，可以将所有三种脑成像模式集成在一起（下图），方法是链接来自集成模式对的突发信息，和/或通过联合分析所有三种模式的时空特征。fMRI (A)、ERP (C) 和数据集成 (AC、BC 和下图) 的插图包括 Moore 等人的改编。 （2019），经许可。为了在成像模式之间保持一致，此处以较低的阈值显示右半球的整合数据。值得注意的是，显示的右半球区域与 Moore 等人（2019）中确定的 fMRI – ERP 整合结果同源