脑血流(CBF)对于大脑功能至关重要,与CBF相关的信号可以告知我们大脑活动。目前,需要高端医学仪器来对成年人进行CBF测量。在这里,我们使用廉价的检测器阵列来介绍并通过头皮引入并收集近红外光,以快速监测编码脑血流索引(BFI)的相干光波动(BFI),CBF的替代物来迅速监测相干的光波动,从而引入并收集了近红外光。与其他功能性光学方法相比,FIDWS测量BFI更快,更深,同时还提供连续的波吸收信号。在3.5 cm的源组合分离处实现明显的脉冲BFI波形,我们证实,光学BFI(而不是吸收)显示出与人脑脑血管生理学一致的分级超碳酸反应,并且BFI比在脑部激活过程中具有更好的对比度。通过低成本提供光学BFI的高通量测量,FIDW将扩大对CBF的访问。
我们报告了未标记样品的深波长远端光学显微镜的实验证明。,我们通过记录从物体散射到远端的相干光的强度模式来击败常规光学显微镜的K /2衍射极限。我们通过深入学习的神经网络检索有关对象的信息,该神经网络对大量已知对象进行了散射事件的训练。显微镜通过概率地检索成像对象的尺寸。二聚体的亚波长度的宽度以K /10的精度测量,概率高于95%,精度为K /20,概率高于77%。我们认为,所报道的显微镜可以扩展到随机形状的对象,并且对已知形状的对象尤为有效,例如在机器视觉,智能制造和生命科学应用程序的粒子计数的常规任务中发现。
光和原子核之间的相互作用通常很弱,并且限制在线性和扰动状态中,这限制了可实现的核激发概率,并阻碍了潜在的应用,例如核光学时钟,核激光器和核能存储。在这封信中我们表明,氢样throgium-229离子(229 th 89Þ)与当代强烈激光促进了光核相互作用,使其相互作用到高度非线性和非逆向性方案中。这种相互作用解锁了非常有效的核激发:超过10%的第229个核可以通过单个飞秒激光脉冲激发异构体状态。此外,激光驱动的229 th 89þ离子辐射了多个光波长,这些光是激光频率的高阶谐波,类似于激光驱动原子的高谐波生成过程,但具有独特的特征。这些结果先驱是一种探索光 - 物质相互作用的新领域,提供了一种有效控制原子核的强大方法,并铺平了一种新的核相干光发射方式。
在可见波长下片上创建相干光对于光谱和计量系统的现场部署至关重要。虽然在特定情况下已经实现了片上激光器,但是尚未报道不受特定增益介质限制的通用解决方案。在这里,我们提出使用硅纳米光子学通过宽分离的光参量振荡 (OPO) 从红外泵浦产生可见光。OPO 使用 900 nm 泵浦分别在 700 nm 和 1300 nm 波段产生信号光和闲置光。它以 (0.9 ± 0.1) mW 的阈值功率工作,比其他仅在红外领域报道过的宽分离微腔 OPO 工作小 50 倍以上。这种低阈值使得直接泵浦成为可能,而无需中间光放大器。我们进一步展示了如何修改设备设计以产生具有相似功率效率的 780 nm 和 1500 nm 光。我们的 nanophotonic O PO 在功率效率、操作稳定性和设备可扩展性方面表现出了独特的优势,并且是朝着灵活地在芯片上产生相干可见光迈出的一大步。
摘要 — 我们展示了一种基于偏振编码 BB84 协议的量子密钥分发新发射器概念,该协议由正向偏置的 Ge-on-Si PIN 结的非相干光提供光源。我们研究了两种量子态准备架构,包括通过多个调制器进行独立偏振编码和利用干涉偏振调制器的简化方法。我们通过实验证明,Ge-on-Si 光源可以适应量子密钥生成,在 1 GHz 的符号速率下以 7.71% 的量子比特误码率实现 2.15 kbit/s 的原始密钥速率。我们进一步研究了光纤传输信道去偏振与非相干光源宽带特性相结合的影响。我们的结果证明了全集成硅量子密钥分发发射器(包括其光源)在零信任数据中心内部环境中的短距离应用的可行性。索引词 — 量子密钥分发、量子通信、量子密码学、硅光子学、去极化、光源
摘要:存储、传输和处理量子信息的能力有望改变我们计算、通信和测量的方式。在过去的二十年里,基于约瑟夫森结的超导微波电路成为量子计算的强大平台。然而,这些系统在低温和微波频率下运行,需要相干光互连才能长距离传输量子信息。在这次演讲中,我将介绍我们最近的实验,展示超导量子比特激发到光子的转换。我将介绍一个集成设备平台,该平台结合了超导量子比特、压电换能器和光机械换能器,用于在超导电路、单个声子和单个光子之间转换量子态。我将讨论如何使用处于量子基态的纳米机械振荡器将单个光子从微波频率转换为光学域。最后,我将讨论这种方法在实现基于超导量子处理器的未来量子通信网络方面的前景。
在半导体器件制造过程中,EUV 光刻技术必不可少,而光化学 EUV 掩模计量技术必不可少。在 PSI,我们正在开发 RESCAN,这是一种基于相干衍射成像 (CDI) 的平台,可以满足当前和未来的掩模检查分辨率要求。在 CDI 中,用相干光照射样品获得的衍射图案由像素检测器记录,这些衍射图案用于通过迭代相位检索算法重建物体的复振幅图像。虽然在传统光学系统中,像差会影响最终图像的分辨率,但 CDI 方法本质上是无像差的。尽管如此,仍需要仔细预处理衍射信号以避免重建图像中出现伪影。特别是,由于我们的系统以 6° 的入射角在反射模式下工作并使用平面检测器,因此有必要校正由于非远心性而导致圆锥失真的记录衍射图案。本文讨论了衍射数据预处理对重建图像质量的影响,并通过在 RESCAN 显微镜中应用优化的数据预处理流程展示了缺陷灵敏度的提高。结果,我们在光掩模上实现了低至 20 nm 的缺陷灵敏度,并在大视场中实现了均匀的图像质量。
16. 摘要 根据 VNTSC 和全美航空快运运营商 Henson Aviation, Inc. 之间的合作研究与开发协议,1991 年 8 月在北卡罗来纳州温斯顿塞勒姆的全美航空维修站对波音 737 飞机的机身进行了剪切散斑演示检查。检查比较了剪切散斑技术与目前强制方法在检测机身脱粘方面的有效性。现代飞机机身采用粘合剂粘合,通常与铆钉结合使用。随着飞机的老化,粘合失效可能成为一个主要问题,因为它可能导致疲劳开裂、湿气侵入和随后的腐蚀。任何这些事件都可能导致机舱压力损失,有时还会导致灾难性的机身故障。检测脱粘的剪切散斑方法取决于飞机蒙皮在不同压力下的变形。当被相干光照射时,从蒙皮的任意两点反射的光的相位关系和强度会因这种变形而发生变化。可以检测到最小到 0.00025 毫米的表面变化,并将其显示为视野的实时图像。随着压力的变化,对连续图像进行比较可以解释粘合情况。对于此演示,剪切干涉发现了 31 处脱粘;超声波确认了 25 处脱粘。
压缩态和纠缠态已被证明是光量子传感和提高测量灵敏度的宝贵资源。然而,它们的潜力尚未得到充分挖掘。在我的论文的第一部分,我展示了压缩光操作的马赫曾德干涉仪的实验量子增强。我测量了超过十倍的非经典灵敏度改进,相当于 (10.5 ± 0.1) dB,这相当于相干光功率增加了 11.2 倍。此外,我的论文提出了一个关于马赫曾德拓扑内直接吸收(损耗)测量的新概念。该技术使用量子相关的二分压缩光束来测量放置在马赫曾德干涉仪一个臂中的样品的透射率。我的原理验证实验表明,损耗与所用光电二极管的量子效率无关。除此之外,该概念可能成为集成量子光子器件生物传感光学测量的有力工具。感光样品在强光照射下特别容易受到高功率的影响,而这种测量将受益于压缩光的极低强度。在我的论文的第二部分,我展示了如何克服传感动态系统中的量子不确定性。首次实现了相对于纠缠量子参考具有亚海森堡不确定性的相空间轨迹。时间演化得到无条件监测,其精度比任何没有关联的量子力学系统高十倍。我同时测量了相位和振幅正交,剩余不确定性为 ∆ X ( t ) ∆ Y ( t ) ≈ 0.1 Å h / 2 。结果支持纠缠增强传感器的量子技术,并证实了量子不确定性关系的增强物理描述。从这个角度来看,我重新审视了海森堡的不确定性关系,并得出结论,它为两个共轭可观测量相对于已耦合到环境的参考系统的不确定性设置了下限。
前五卷的序言和光学工程学指出:“当然,应用的光学和光学工程的许多方面都不会在这些卷中涵盖。”涵盖了其中一些“众多方面”的卷VI。此卷专门用于连贯的光学设备和系统。近年来,应用的光学和光学工程在传统领域继续显示出强度,但已扩展到包括1965年本系列第I卷第I卷的全新领域。连贯的光学科学和技术已作为应用光学和光学工程的重要分支发展。刺激是对激光作为通用光源的快速发展和开发。什么是连贯的光学工程?是那个特殊区域与相干光的独特特性的实际应用有关。相干光在空间上是高度相干,高度相干的(狭窄的光谱轮廓),高方向性和高能的。空间连贯性允许很容易产生经典的衍射现象,并用于多种测量和模式识别程序中,这是由于检测器技术和微型计算机的进步特别可行的。时间连贯性允许干涉仪在干扰梁之间的路径差异较大;因此,可以扩展常规干涉法。谁会在1965年猜到,因为光的空间和时间特性是使全息作用的特性。全息图是从物体衍射(或散射)以及已知或可重复的参考或背景梁产生的干扰模式中记录的强度分布。依次,全息图已使得非常有趣的新方法干涉方法。衍射与空间过滤器相结合,尤其是全息滤波器,构成了图像和信号处理方法的基础,这些方法已成为数字图像处理技术的有趣替代方法。今天尤其如此,因为光阀和空间光调节器的发展。激光束的方向性意味着它可以将其聚焦到一个非常小的高能点。这已经彻底改变了用于阅读,记录和显示目的的光学扫描系统。众所周知的声学和电形效应可有效地用于控制相干光束的方向和强度。