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日本奖新闻 71
个人电脑、手机和其他 IT 设备的不断普及开启了信息时代，大量数据正在不断交换。各种各样的设备和外围设备用于支持我们的信息社会，它们由采用各种半导体技术的部件制成。半导体是可以控制电子流动的材料，用于晶体管和具有不同特性的许多其他电子设备。两种或多种元素的组合可以创建复合半导体，由于它们具有不同的特性，它们可用于制造发光二极管 (LED)、半导体激光器、太阳能电池以及各种其他电子和光学设备。金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 是一种广泛使用的技术，它利用有机金属气体大规模生产复合半导体材料。20 世纪 70 年代，Russell Dean Dupuis 教授将注意力转向 MOCVD 作为制造复合半导体薄膜的手段，并证明了这种方法可用于生产可满足实际用途的高性能设备。 Dupuis 的研究为复合半导体电子和光学器件的大规模生产及其随后的商业化铺平了道路。
doi：10.29026/oea.2024.230216活动光子平台的液晶液晶整合元面积
metasurfaces由于使用定期布置的纳米结构，可以随意调节电磁波，因此为下一代光学设备打开了通往下一代光学设备的门。然而，元曲面通常具有固定几何形状的纳米结构的静态响应，这通过替换常规的光学组件来实施向技术的过渡带来挑战。为了解决此问题，液晶（LCS）已被积极地用于使用可调节的双折射物实时设计可调的跨面。在这里，我们回顾了有关LC可调式元面的最新研究，这些研究被归类为波前调整和光谱调整。与对可调式跨面的众多评论相比，该评论深入探讨了LC集成的元整日的最新发展。在这篇综述结束时，我们简要介绍了有关LC驱动的元信息的最新研究趋势，并提出了改善LCS的进一步说明。我们希望这篇评论能够加快新型和创新的LC设备的开发。
超高光明绿色Ingan在硅上
总部位于中国的研究者报告说，硅（SI）上的高光泽绿色依赖二氮（INGAN）发光二极管（LED）[Haifeng Wu等人，Light：Science＆Applications，V13，V13，P284，2024]。将外延材料以1080x780格式的7.5μm螺距下的正常大小的LED和5µm像素的阵列。30x30阵列在1000a/cm 2电流注入时达到1.2x10 7 cd/m 2（nit）的亮度，声称是此类微型LED的最高报告。来自匈牙利大学的研究团队，Innovision Technology（Suzhou）Co Ltd，Lattice Power（Jiangxi）Corp，中部南大学，北京数字光学设备IC Design Co Ltd和Hunan Normal University，认为Spectrum的绿色部分对于“准确的色彩再现和整体图像质量”特别重要。微主导的显示被视为在虚拟/增强真实环境中具有即时应用的关键下一代视觉接口。研究人员使用金属有机化学蒸气
三维超薄膜——结构化电磁材料的发现平台
至少自 Rittenhouse 和 Fraunhofer 的线衍射光栅发明以来，使用结构化材料的光学设备一直在光学元件中扮演着核心角色。然而，过去 35 年，光学物理学尤其受到结构化材料对光波长尺度的影响，以及随后将电子晶体固态类比应用于麦克斯韦方程组处理的影响。光子晶体 [1] 的特征是周期为 X/4，而超材料 [2] 的特征尺寸/周期可以是 X/10 或更小。同时，光学天线（具有类似波长尺度尺寸的散射元件）将射频和微波天线概念引入了微光子学和纳米光子学。在这里，我们以 3D 超薄膜为平台，这些不同的结构化介质可以组合成一个具有光学行为的单一设备，这些行为展示了这些概念的耦合和混合。这些超薄膜以毫米级制造，周期性为微米级，亚晶胞结构为数十至数百纳米级。最近的研究突出了将周期性结构阵列与“设计者”散射元件相结合的潜在设计优势 [3]。
二维氧化石墨烯：一种多功能热光材料
先进的热光材料促进了光学设备中高效的热管理和控制，对于光伏、热发射器、锁模激光器和光开关等许多应用都至关重要。本文通过将二维氧化石墨烯 (GO) 薄膜精确集成到微环谐振器 (MRR) 上并控制薄膜厚度和长度，研究了二维氧化石墨烯 (GO) 薄膜的一系列热光特性。全面表征了具有不同层数和还原程度的 GO 薄膜的折射率、消光系数、热光系数和热导率，以及光热效应引起的可逆还原和增强的光学双稳态。实验结果表明，二维 GO 薄膜的热光性质随还原程度的不同而变化很大。此外，还观察到热光响应的显著各向异性，从而能够实现高效的偏振敏感设备。 2D GO 的多功能热光响应大大扩展了可设计的功能和设备的范围，使其有望用于各种热光应用。
引用：Chen Sr，Ha YL，Zhang F等。通过通过现场驱动的优化来达到链纳元元视频的性能极限。 Opto-Electron Adv 7，
链式光学元件可实现具有更高效率和更宽的带宽的跨空间，并且在Imaging System，超分辨率光刻和宽带吸收器中备受期待。然而，周期性边界近似未考虑Aperiodic电磁串扰，这对链轴光学设备构成了挑战，以达到其实现限制。在这里，通过野外驱动的操作实现了对局部几何和传播阶段的完美控制，其中在实际边界条件下计算了场分布。与需要大量迭代的其他优化方法不同，所提出的设计方法需要少于十个迭代才能使效率接近最佳值。基于形状优化的链式结构库，可以在十秒钟内设计厘米尺度的设备，其性能提高了约15％。此外，该方法具有将链状的连续结构扩展到任意极化的能力，包括线性和椭圆极化，这很难通过传统的设计方法实现。它为开发链式光学元件提供了一种方法，并用作构建高性能光学设备的有效工具。
衍射光网络的决策和控制
摘要。人工智能（AI）的最终目标是模仿人的大脑，直接从高维感觉输入中执行决策和控制。衍射光网（DONS）为实现高速和低功率消耗的AI提供了有希望的解决方案。大多数报告的DON专注于不涉及环境互动的任务，例如对象识别和图像分类。相比之下，尚未开发能够决策和控制的网络。在这里，我们建议使用深度强化学习来实施模仿人类级决策和控制能力的DON。这样的网络利用残差体系结构，可以通过与环境互动来找到最佳的控制策略，并且可以轻松地与现有的光学设备实现。使用三种类型的经典游戏来验证出色的性能：TIC-TAC-TOE，SUPER MARIO BROS。和RACENing。最后，我们提出了一个基于空间光调制器网络播放TIC-TAC-TOE的实验证明。我们的工作代表着前进的D型迈出的坚实一步，这有望从简单识别或分类任务转变为AI的高级感官能力的基本转变。它可能会在自动驾驶，智能机器人和智能制造中找到令人兴奋的应用程序。
非易失性GSST调制器的设计和分析...
摘要 - 光子综合电路（图片）是片上光学技术的基础。MACH-ZEHNDER调制器（MZM）是图片的有吸引力的构件，这些图片主要依赖于材料中弱且挥发性的光学效应。相比之下，相变材料（PCM），例如GE 2 SB 2 SE 4 TE 1（GSST）是有前途的候选人，可以实现有效且非易失性的可重构光学设备。然而，PCM的相跃迁伴随着其折射率的假想部分的大大变化，这使得MZMS的设计具有挑战性。在本文中，引入了两种称为“损失平衡”和“均衡”的有趣设计方法，以提出基于GSST的高性能MZM。在这方面，提出了以石墨烯为基础的基于GSST的波导，该波导在两种引入方法中都扮演着可构型活性波导的作用。根据提出的分析，在1550 nm的波长下，活性长度为4.725 µm，插入小于2 dB的非易失性MZM是可实现的。最后，对提出的基于GSST的波导进行热模拟，以便估计要进行非晶化（擦除）和结晶过程所需的电压分别为12 V和4.3 V。
蓝相液晶在化学图案表面上的成核和生长：表面锚定辅助蓝相相关长度
蓝相（BPS）是手性液晶，具有拓扑缺陷的常规晶格。通过分子自组装，BPS独特的软性对称性提供了许多与常规液晶不同的优秀特性。，已经开发出化学图案的表面，以将BP的自组装引导为具有所需晶格方向的完美单晶，从而进一步受益于光子学和智能电子光学设备的设计。然而，BP的相关长度（定义为保持相同BP时间端方向的距离，这是一个必不可少的设计参数）迄今仍未透露。在这里，纳米级化学模式设计的替代平面和同型锚固条纹的设计允许系统地研究沿不同动力学途径的图案化区域以外的BP的生长，以及相关长度的时间演化。对相关长度的新理解可用于指导BPS宏观的单晶的合理设计，该设计依赖于减少的图案表面，这为基于BPLC的新功能和开发提供了令人兴奋的材料，以将基于BPLC的功能和开发用于高级光学设备或软材料设计或软材料设计。
绝热性的捷径：概念、方法和应用
绝热捷径 (STA) 是快速获得系统控制参数缓慢绝热变化的最终结果的途径。捷径由一组适用于不同系统和条件的分析和数值方法设计而成。将 STA 方法应用于量子系统的动机是在比退相干时间更短的时间尺度上操纵它们。因此，绝热捷径已成为原子、分子和固态物理学中准备和驱动内部和运动状态的工具。应用范围从基于门或模拟范式的信息传输和处理到干涉测量和计量学。控制参数的多重 STA 路径可用于增强对噪声和扰动的鲁棒性或优化相关变量。由于绝热是一种普遍存在的现象，STA 方法也从量子世界扩展到光学设备、经典机械系统和统计物理学。绝热捷径与其他概念和技术（尤其是最优控制理论）完美结合，并提出了一些基本的科学和工程问题，例如找到速度极限、量化第三定律或确定过程能量成本和效率。本文回顾了绝热捷径的概念、方法和应用，并概述了其良好的前景以及未来尚未解决的问题和挑战。