摘要:随着微纳光学的发展,超表面作为新型电磁波控制器件受到越来越多的关注,其中超透镜由于其独特的光学性质,作为超表面的典型应用得到了开发和应用。然而,以前的大多数超透镜只能产生一个焦点,严重限制了它们的应用。受苍蝇复眼的启发,我们提出了一种特殊的空间多焦点超透镜。我们的超透镜可以反转入射圆偏振光的偏振态,然后将其聚焦。此外,通过设计合理的相位和区域分布,可以实现水平排列的多焦点超透镜,这与垂直排列的多焦点超透镜类似。最重要的是,通过结合这两种分布方法,可以很好地实现具有低串扰的空间三维阵列多焦点超透镜。所提出的仿生三维阵列多焦点超透镜具有惊人的聚焦效果,有望在成像、纳米粒子操控、光通信等领域得到应用。
氮化硅(Si 3 N 4)是非线性光学的不断成熟的集成平台,但主要考虑三阶[χ(3)]非线性相互作用。最近,二阶[χ(2)]非线性通过光钙效应引入Si 3 N 4中,从而导致准时铭文 - 匹配χ(2)光栅。然而,光藻素效应在微孔子中的全部潜力在很大程度上尚未探索级联效应。在这里,我们报告了正常分散体Si 3 N 4微孔子中的χ(2)和χ(3)非线性效应。我们认为,光诱导的χ(2)光栅还为总频率生成过程提供了相匹配,从而实现了主梳的启动和连续切换。此外,双重谐振泵和第二谐波场允许有效的第三谐波生成,其中鉴定出二次光学写入χ(2)光栅。最后,我们到达从总和 - 耦合初级梳子中演变的宽带微重尸状态。这些结果扩大了微孔子中级联效应的范围。
EELT 仪器 望远镜需要仪器来探测光子并生成数字图像和光谱。正如可以预料的那样,这些仪器也带来了重大的工程挑战。人们正在研究一系列仪器概念来解决科学问题,从探测和了解系外行星,到早期宇宙中星系的成像光谱。这些仪器的光谱范围从 0.35 到 14 μm,光谱分辨率 (λ/Δλ) 从几十到 150,000,视场从 1 角秒到 10 角分。这里展示了英国-法国 EAGLE 概念的一个例子,它展示了技术挑战。该仪器旨在通过同时收集和分析来自 20 个星系的红外光来提高望远镜的效率。机器人目标选择系统用于将拾取镜放置在仪器焦平面上的星系图像上。光束控制镜将这些图像中继到一组成像光谱仪。每个通道都包含一个自适应光学系统,该系统采用一种称为多目标自适应光学的新技术。EAGLE 仪器将使人们能够研究早期宇宙中的星系动态,以帮助了解它们是如何形成的以及它们中恒星形成的速度有多快。
摘要 - 我们介绍了新的INGAAS/INP单光雪崩二极管(SPAD)的设计和实验性 - 具有两个不同直径的二极管:i)10 µm设备,适用于基于光学的量子量子应用; ii)一个25 µm的一个,更适合自由空间应用。与上一代相比,我们改进了双锌扩散的设计并优化了层结构。我们在225 K和5 V多余的偏置下分别达到了低黑暗计数率,分别为10 µm和25 µM设备,在10 µM检测器时,分别在175 K时下降到每秒几十秒。在5 V多余的偏置和225 K温度下,这两个设备还显示出较高的光子检测效率(1064 nm时为33%,在1310 nm处为31%,在10 µM Spad中为1550 nm时25%)。通过自定义读数集成电路测量了后泵,实现了非常低的概率值。时机抖动与上一代设备相媲美。
激子 - 结合的电子孔对 - 扮演在光结合相互作用现象中的核心作用,对于从光收集和发电到量子信息处理的广泛应用至关重要。固态光学的长期挑战是实现对激发运动的精确和可扩展的控制。我们提出了一种使用纳米结构的栅极电极来创建2D半导体中激子的潜在景观的技术,从而使纳米级的原位波函数启用了原位波函数。我们的方法形成了各种几何形状(例如量子点,环及其阵列)中激子的静电陷阱。我们显示出空间分离的量子点的独立光谱调整,尽管材料障碍,但仍达到了堕落。由于2D半导体中激子的强光耦合,我们观察到光学反射和光致发光测量中受到约束激发波函数的明确特征。这项工作解锁了在纳米尺度上进行启动激子动力学和相互作用的可能性,对光电设备,拓扑光子学和量子非线性光学元件产生了影响。
2D铁电材料分别与磁性/valleytronics,力学和光学的耦合,在信息存储,传感器技术和光电子化中呈现了有希望的应用。2D铁电与磁性的整合通过启用电场控制的磁状态来增强存储设备中的数据存储密度。铁电 - 瓦利耦合通过利用山谷极化的电控制,对高速,低能电子电子设备有望。铁电 - 应变耦合会导致各种极性拓扑,并在高密度数据存储技术和传感器设备中使用潜在的应用。此外,铁电和光学之间的耦合促进了基于铁电材料的非线性光子学的发展。本综述总结了耦合机制中最新的理论进步,包括dzyaloshinskii-moriya-interaction诱导的磁电耦合,与对称性相关的铁电 - 触发器耦合,通过互动式极高的拓扑结构,以及第二个型号,通过互动式互动。提供了为多功能应用的2D铁电材料中耦合的当前挑战和未来的机会。
开发替代计算平台一直是物理学的一个长期目标,随着传统晶体管接近微型化极限,这成为一个特别紧迫的问题。一个潜在的替代范式是储存器计算,它利用未知但高度非线性的输入数据转换来执行计算。这样做的好处是,许多物理系统恰好表现出作为储存器所必需的非线性输入输出关系类型。因此,阻碍硅电子学进一步发展的量子效应成为储存器计算机的优势。在这里,我们证明,即使是物质的最基本成分——原子——也可以充当计算的储存器,其中所有输入输出处理都是光学的,这要归功于高次谐波产生 (HHG) 现象。提出了一种用于分类问题的单原子计算机原型,其中分类模型被映射到全光学设置,并选择线性滤波器以对应于训练模型的参数。我们通过数字证明,这种“全光学”计算机可以成功执行分类任务,并且其准确度在很大程度上取决于动态非线性。这可能为开发千兆赫信息处理平台铺平道路。
摘要:量子增强传感和计量为满足当今对集成芯片的基本和技术需求铺平了道路,这些芯片超越了经典的功能和测量极限。相位或强度等光学特性的最精确测量需要量子光学测量方案。这些非经典测量利用了光学探测态的纠缠和压缩等现象。与经典光检测方案相比,它们的检测限也较低。利用纠缠光子或压缩光的非经典光源进行生物传感是实现可集成在芯片上的量子光学生物科学实验室的关键。利用这种非经典光源进行单分子传感将是实现最小不确定性和每光子数最高信息的先行者。这需要一种集成的非经典传感方法,将量子光学的微妙非确定性测量技术与通过纳米光子学和纳米等离子体学实现的设备级集成能力相结合。在此背景下,我们回顾了量子传感的基本原理、量子光学探针和协议以及最先进的构建
氧化亚铜 (Cu 2 O) 是一种具有大激子结合能的半导体,在光伏和太阳能水分解等应用中具有重要的技术重要性。它还是一种适用于量子光学的优越材料体系,能够观察到一些有趣的现象,例如里德堡激子作为高激发原子态的固态类似物。之前与激子特性相关的实验主要集中在天然块体晶体上,因为生长高质量合成样品存在很大困难。本文介绍了具有优异光学材料质量和极低点缺陷水平的 Cu 2 O 微晶体的生长。本文采用了一种可扩展的热氧化工艺,非常适合在硅上集成,片上波导耦合的 Cu 2 O 微晶体就证明了这一点。此外,还展示了位点控制的 Cu 2 O 微结构中的里德堡激子,这与量子光子学中的应用有关。这项工作为 Cu 2 O 在光电子学中的广泛应用以及新型器件技术的开发铺平了道路。
卫星间通信(混合光学/RF)变得越来越重要,尤其是对于小型卫星星座。在这方面,除了利用潜在的更便宜且更可扩展的技术外,还可以减少有效载荷的尺寸,重量和功率(交换)的集成光子系统和RF硬件可能会降低有效载荷的尺寸,重量和功率(交换)。光子学不仅可以用于光学收发器,还可以用于软件定义的RF收发器中的频率灵活性和高性能。在基于光子学的无线电检测和范围(雷达)和RF通信收发器中,电路被完全光学的电路代替,避免了光学到电子转换(O-E-O)转换,以及随之而来的额外功耗和功耗[9] [10]。此外,有可能在同一卫星上集成不同的任务功能(即将两个任务集成到一个任务中)。实际上,组合的雷达/激光雷达系统将具有增强的性能,同时,在利用单个系统的均匀检测条件下捕获异质数据的能力。在这种情况下,同一集成系统的共享将允许减少系统的交换和成本(SWAP-C)。