一些关键科学问题,例如恒星形成、寻找类地系外行星等,只有工作在紫外-可见光波长范围且主镜直径大于 8 米的望远镜才能解答。未来的大型太空望远镜需要新技术以合理的成本满足其高性能要求。空中客车公司为欧洲航天局研究了两种截然不同的望远镜概念:一种是带有 4 米主镜的整体式望远镜,可提供阿丽亚娜 6 号整流罩可容纳的最大收集面积;另一种是大型可展开分布式孔径空间望远镜,其收集面积为 50 平方米,实现相当于 12 米直径的实际分辨率极限。确定了关键使能技术并概述了未来技术发展的路线图。这些技术包括大型整体镜面抛光、主动光学、可展开空间结构;低成本、轻型光学器件;以及波前传感和控制方法。
量子互联网连接远程量子处理器,这些处理器需要通过光子通道进行长距离交互和交换量子信号。然而,这些量子节点的工作波长范围并不适合长距离传输。因此,量子波长转换为电信波段对于基于光纤的长距离量子网络至关重要。在这里,我们提出了使用连续变量量子隐形传态的单光子偏振量子比特波长转换器,它可以有效地在近红外(适合与原子量子节点交互的 780/795 nm)和电信波长(适合长距离传输的 1300-1500 nm)之间转换量子比特。隐形传态使用纠缠光子场(即非简并双模压缩态),可以通过铷原子气体中的四波混合产生,使用原子跃迁的菱形配置。纠缠场可以以两个正交偏振态发射,相对相位锁定,特别适合与单光子偏振量子比特接口。我们的工作可能为实现长距离量子网络铺平道路。
摘要:低成本、易于集成的硅 (Si) 光子学光电探测器 (PD) 仍然是光子集成电路 (PIC) 的瓶颈,特别是对于 1.8 μ m 以上的波长。多层铂硒化物 (PtSe 2 ) 是一种半金属二维 (2D) 材料,可以在 450°C 以下合成。我们通过在 Si 波导上保形生长直接集成基于 PtSe 2 的 PD。PD 在 1550 nm 波长下工作,最大响应度为 11 mA/W,响应时间低于 8.4 μ s。1.25 至 28 μ m 波长范围内的傅里叶变换红外光谱表明 PtSe 2 适用于远至红外波长范围的 PD。我们通过直接生长集成的 PtSe 2 PD 优于通过标准 2D 层转移制造的 PtSe 2 PD。红外响应性、化学稳定性、低温下选择性和保形生长以及高载流子迁移率的潜力相结合,使 PtSe 2 成为光电子和 PIC 的有吸引力的 2D 材料。关键词:铂硒化物、光电探测器、硅光子学、二维材料、红外 ■ 简介
摘要。原始调查光谱仪(OSS)是用于起源的多功能远射光谱仪。在光子背景极限下运行,使用六个对数间隔的光栅模块,以300的分辨能力(R)瞬间覆盖25至588-μm波长范围。每个模块同时至少30与最多100个空间束,从而实现了真实的[三维(3D)]光谱映射。此外,OSS提供了两种高分辨率模式。第一个将长路径傅立叶转换光谱仪(FTS)插入到传入光的一部分中,以提前光栅后端,使R高达43; 000×½λ∕112μm,同时保留了基于光栅的线的灵敏度。第二次与FTS串联扫描Etalon,为100至200-μm的范围提供高达300,000的R。©作者。由SPIE发表在创意共享归因4.0未体育许可下。全部或部分分配或复制此工作需要完全归因于原始出版物,包括其DOI。[doi:10.1117/1.jatis.7.1.011017]
“光子学是研究光的科学。它是产生、控制和检测光波和光子(光的粒子)的技术。波和光子的特性可用于探索宇宙、治疗疾病甚至破案。科学家们已经研究光数百年了。彩虹的颜色只是整个光波范围(称为电磁波谱)的一小部分。光子学探索更广泛的波长,从伽马射线到无线电,包括X射线、紫外线和红外光。” 这个简洁的定义来自2015年国际光年(IYL)的网站。正如IYL定义所示,我们探索和理解光的概念确实在整个电磁波谱中很常见。然而,很容易理解的是,该光谱的波长范围从无线电波的数百米到X射线频率的亚纳米,这意味着该共同集合内的不同特征将在理解和应用特定光谱部分方面或多或少地占据主导地位。从“电子学”到“光子学”的转变反映了这种逐渐的转变,如图 1.1 所示。
摘要。自由空间光通信在部署方便和成本方面是光纤通信系统非常有前途的替代方案。中红外光具有几个与自由空间应用密切相关的特性:即使在恶劣条件下在大气中传播时吸收率也很低、长距离传播期间波前稳定、以及此波长范围不受任何管制和限制。最近已经展示了利用子带间设备进行高速传输的概念验证,但这一努力受到短距离光路(最长 1 米)的限制。在这项工作中,我们研究了使用单极量子光电子学构建长距离链路的可能性。使用了两种不同的探测器:非制冷量子级联探测器和氮冷却量子阱红外光电探测器。我们在背靠背配置中评估了链路的最大数据速率,然后添加了 Herriott 单元以将光路长度增加到 31 米。通过使用脉冲整形、预处理和后处理,我们在 31 米传播链路的两级(OOK)和四级(PAM-4)调制方案中达到了创纪录的 30 Gbit s −1 比特率,并且比特误码率与纠错码兼容。
Fernández, EF、Chemisana, D.、Micheli, L. 和 Almonacid, F. 2019,“污垢的光谱性质及其对基于多结的聚光系统的影响”,《太阳能材料与太阳能电池》,第 201 卷。Keshri, S.、Marín-Sáez, J.、Naydenova, I.、Murphy, K.、Atencia, J.、Chemisana, D.、Garner, S.、Collados, MV 和 Martin, S. 2020,“堆叠体全息光栅用于扩展 LED 和太阳能应用中的工作波长范围”,《应用光学》,第 59 卷,第 8 期,第 2569-2579 页。 Lamnatou, C.、Notton, G.、Chemisana, D. 和 Cristofari, C. 2020,“建筑一体化光伏 (BIPV) 和建筑一体化光伏/热能 (BIPVT) 装置的存储系统:环境概况和其他方面”,《整体环境科学》,第 699 卷。Martinez, RG、Chemisana, D. 和 Arrien, AU 2019,“建筑物多维传热的动态性能评估”,《建筑工程杂志》,第 26 卷。Parent, L.、Riverola, A.、Chemisana, D.、Dollet, A. 和 Vossier, A. 2019,“多结太阳能电池的微调:深入评估”,IEEE 光伏杂志,第 9 卷,第 6 期,第 1637-1643 页。
可见光摄像机能够使用波长范围从 0.4 到 0.7 µm 的电磁波记录适当照明的物体的图像。在波长超过 0.7 µm 的物体上成像非常有用,因为它可以揭示有关物体的更多信息并实现新的应用。然而,在更长的波长上成像需要配备特殊红外图像传感器和不同光学器件的摄像机 [1, 2, 3]。在众多类型的红外图像传感器和探测器技术中,有微测辐射热计,它实现了非制冷且价格实惠的热红外摄像机。这种热红外摄像机允许人们通过物体的辐射热(即通过普朗克辐射定律描述的红外辐射发射)获取物体的图像。微测辐射热计主要对长波红外 (LWIR) (8-14) µm 敏感,这与地球大气中的透明波段相吻合。与可见光摄像机一样,热红外摄像机在国防、交通、监控、消防、热成像和户外休闲方面具有许多应用和巨大的市场。许多新的应用领域都得益于微测辐射热计
摘要:啮齿动物脑血管成像是光声学研究大脑活动和病理的热门应用之一。深层脑结构成像常常受到光传输和声学检测系统布置不合理所阻碍。在我们的工作中,我们重新审视了光声信号生成背后的物理原理,以便从理论上评估最佳激光波长,以超越光在高度散射和吸收的脑组织中扩散所造成的穿透障碍,对啮齿动物进行脑血管光声血管造影。我们开发了一个基于扩散近似的综合模型,使用与典型鼠脑非常相似的光学和声学参数来模拟光声信号生成。该模型揭示了可见光和近红外光谱中的三个特征波长范围,最适合对不同大小和深度的脑血管进行成像。数值模拟证实了理论结论,而体内成像实验进一步验证了准确分辨 0.7 至 7 毫米深度范围内脑血管的能力。
按照传统定义,辐射测量是研究电磁辐射功率、光谱特性和其他参数测量的领域。该术语适用于波长范围从纳米到几十微米、所有光功率水平的电磁辐射特性。由于辐射测量的定义非常广泛,因此使用各种具有各种物理特性的测量设备或辐射计。因此,有必要为所有辐射测量保持一个共同的尺度,以便每个辐射计系列都可以追溯到该尺度。与辐射测量相关,基本国际单位制 (SI) 为光强度保留了一个基本单位,称为坎德拉。光强度测量技术已从 1948 年之前对各种标准蜡烛和灯的比较发展到 1979 年之后适用于低温辐射计的光功率测量。尽管测量技术不断改进和完善,但最先进的光强度测量的不确定度仅为 0.1% 1,而辐射测量的不确定度约为 0.01。这是任何 SI 基本单位测量中最差的精度。因此,人们仍在继续寻找更高精度的测量方法。量子光学(即单光子源和双光子源以及单光子探测器)的进步为辐射测量开辟了一种新方法,我们将其称为“量子辐射测量”。正如我们将看到的,这种称谓有些人为,因此需要澄清。就本评论而言,量子辐射测量法被定义为借助单光子和