Light

《Light: Science & Applications》是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所与英国自然出版集团(NPG)合作出版的全英文开放获取(OA)国际学术期刊。该刊于2012年3月29日创刊,2013年10月先后被国际著名检索系统SCI (Science Citation Index Expanded)及全球最大文摘引文数据库Scopus收录,该刊是NPG集团在中国出版的第一本OA物理类期刊,致力于推动全球范围内的光学研究,刊载光学领域基础、应用基础以及工程技术研究及应用方面的高水平的最新研究成果,包括小尺度光学、特种光学、光学材料及处理、光学元件制备、光学数据传输、光学测量、光学在生命科学及环境科学等领域的应用等方面的高质量、高影响力的原创性学术论文和综述文章。

主编:曹健林
执行主编:崔天宏     Stefan Kaierle
EISSN:2047-7538    ISSN:2095-5545    CN 22-1404/O4

近期文章

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Organic optoelectronics: spin-state control

Junwei Xu, Yue Cui, Gregory M. Smith, Peiyun Li, Chaochao Dun,and et al.

Citation:Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 46 (2018
Published online01 July 2018

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文章概要:有机光电子学:自旋状态控制

通过磁场效应来控制器件内单线态和三线态自旋的激子群,可以在蓝色荧光和红色磷光之间调节有机电致发光器件的发光。这是中美合作的成果,该合作使用交流(AC)电源为混合装置内部的自旋状态控制产生所需的磁场,其中包括聚芴类蓝色高分子发光体(PFN-Br)和红色磷光发光体PVK:Ir(MDQ)2(acac)。通过将驱动电压的频率从50扫描到70,000Hz,发现发射的颜色从蓝色变为冷白色继而到暖白色再到红色。除了作为可调光源的应用之外,该方法还可用于在室温下进行动态自旋电子学实验。

Photonic crystals: temperature stable lasers

Andrei P. Bakoz, Alexandros A. Liles, Alfredo A. Gonzalez-Fernandez, Tatiana Habruseva, Changyu Hu ,and et al.

Citation: Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 39 (2018)
Published online25 July 2018

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文章概要:光子晶体:温度稳定的激光器

硅光子晶体技术能够在很大的温度范围内在波长稳定的情况下制造高度紧凑的非制冷激光器。这种由爱尔兰、苏格兰和俄罗斯的研究人员设计和制造的激光器非常适合用于数据中心的高容量光学互连。激光器由两部分组成:一个可提供增益的脊型波导AlGaInAs/InP半导体光放大器;以及一个硅光子晶体共振反射器。随着到激光器的驱动电流的增加,硅光子晶体内腔内光的吸收导致激光器操作中的波长偏移。利用这种偏移来抵消由于环境温度变化引起的任何波长变化,研究人员发现,在20-80℃的温度范围内,激光的波长可以在没有主动冷却的情况下稳定在±0.38 nm范围内。

Microlasers: tiny pillars yield practically perfect quantum light

Sören Kreinberg, Tomislav Grbešić, Max Strauß, Alexander Carmele, Monika Emmerling,and et al.

Citation: Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 41 (2018
Published online25 July 2018

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文章概要:微型激光器:微柱产生近乎完美的量子光

使用低成本系统一次生成一个光子,设置长距离发送加密量子数据变得更加可行。量子网络中的重复信号需要用于发射保持诸如偏振态之类的信息的单光子技术。来自德国柏林工业大学的Stephan Reitzenstein及其同事指出,使用称为量子点的小尺寸半导体纳米结构可以缩小典型量子中继器中使用的庞大激光器的尺寸。他们制造了微柱结构,每个都包含作为活性介质的基于铝 - 镓 - 砷的量子点,其在电刺激时会产生相干激光脉冲。通过将微柱驱动的脉冲引导到吸收激光后产生共振的另一个量子点,该团队触发了高质量的单个光子的发射,这可能对实现长距离量子通信协议非常有利。

Laser beam shaping: Dynamic sensors with a petal-powered twist

Ahmed H. Dorrah, Michel Zamboni-Rached & Mo Mojahedi 

Citation: Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 40 (2018
Published online25 July 2018

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文章概要:激光束整形:带花瓣状动力扭转的动态传感器

产生花瓣状旋转激光图案的技术可以在遥感领域中开辟新的机遇。来自加拿大多伦多大学的Ahmed Dorrah及其同事开发了一种用于折射率传感器的可调谐,高分辨率激光设备。研究人员将贝塞尔光束叠加在一起,产生具有可变花瓣状强度剖面的新光结构。因为这些光束是通过调制光源的轨道角动量产生的,因此它们具有沿光路旋转的螺旋形波前和强度分布。这些花瓣状强度模式中的旋转度取决于传播介质。因此,可以根据需要重新配置所得到的光结构,检测具有高分辨率和远大于传统光学器件宽动态感测范围的材料(例如空气,水和油)之间的折射率变化。

Optical fibres: Unique properties woven in silk

Norman Nan Shi, Cheng-Chia Tsai, Michael J. Carter, Jyotirmoy Mandal, Adam C. Overvig, ,and et al.

Citation: Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 37 (2018)
Published online18 July 2018

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文章概要:光纤:丝绸织物的独特属性

彗星蛾茧纤维可用于制造用于传输光学信号和图像的新材料,其可用作医疗应用的生物相容性和可再吸收光导。由纽约哥伦比亚大学的Nanfang Yu带领的研究人员研究了丝绸独特的光学特性。该纤维具有许多以密集阵列排列的丝状空气空隙,可有效地散射太阳光。这使它们能够充当一种自然冷却装置,保护蛾蛹免受温度波动的影响。研究人员受到启发,制造出仿天然纤维的合成纤维。除了有用的辐射冷却效果之外,光纤以可允许信号和图像有效传输的方式引导光。此外,还应探索其在光学治疗,医疗诊断和组织工程中的应用。

Microwave photonics: exploiting PT symmetry

Yanzhong Liu, Tengfei Hao, Wei Li, Jose Capmany, Ninghua Zhu ,and et al.

Citation: Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 38 (2018)
Published online18 July 2018

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文章概要:微波光子学:宇称-时间(PT)对称性的利用

宇称-时间(PT)对称性是量子力学和光学中广泛研究的基本概念,现已对其进行研究并在微波光子学中得到了很好的应用。来自北京的Yanzhong Liu和其来自瓦伦西亚的同事建造并从理论上模拟了双环光电振荡器(OEO) - 一种用于将激光能量转换为无线电波或微波信号的装置。通过调整两个环路中的增益和损耗水平,可以在宇称-时间(PT)对称的不同阶段之间切换系统,并在4.0703 GHz下生成纯单模输出,而无需RF滤波器。此外,发现输出具有非常低的相位噪声和强侧模抑制。结果表明,宇称-时间(PT)对称性可能会在微波光子学中得到广泛的应用。

Scattering: New light on optical theory

Alexey V. Krasavin, Paulina Segovia, Rostyslav Dubrovka, Nicolas Olivier, Gregory A. Wurtz,and et al.

Citation:Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 36 (2018)
Published online18 July 2018

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文章概要:散射:光学理论的新亮点

通过研究具有复杂结构的光束(例如具有径向偏振),对光和其他电磁辐射的散射特性的传统理解提出了挑战。在径向偏振光束中,振荡电场的方向具有轴对称性,其具有指向光束中心并沿光束方向的分量。由伦敦国王学院的Alexey Krasavin带领的研究人员发现,可见光和微波辐射的径向偏振光束违背了光散射的常见教科书描述,这一描述汇总在被称为光学定理的数学关系式中。然而,研究人员发现,修正的光学定理的广义版本与他们研究的结果一致。他们认为,对复杂电磁束的这种新理解应该对许多应用有用,包括成像,通信,纳米颗粒操纵,探测器和计量学。

Biophotonics: imaging cell adhesion

Yue Zhuo, Ji Sun Choi, Thibault Marin, Hojeong Yu, Brendan A. Harley ,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2018) 7,LSA20170345(DOI:10.1038/s41377-018-0001-5)

Published online 08 June 2018

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文章概要生物光子学:细胞粘附的成像

一种新的成像技术将为生物细胞如何粘附并与表面相互作用提供新的研究手段。 美国伊利诺伊大学香槟分校的Yue Zhuo及其同事开发了一种光子谐振器外耦合显微镜(PROM)技术。 在该方法中,待研究的细胞附着于光子晶体生物传感器的顶部表面,用来自LED的聚焦光从下方照亮该光子晶体生物传感器。细胞粘着斑(一种位于细胞膜附近的特殊蛋白质,控制细胞与外表面相互作用)的存在,用于将生物传感器的瞬逝光耦合出来,导致传感器反射信号的减少。通过测量该信号,可以对粘着斑进行成像并研究它们的尺寸和动态特性。

Endoscopy: Bringing coherent Raman microscopy into the body

Alberto Lombardini, Vasyl Mytskaniuk, Siddharth Sivankutty, Esben Ravn Andresen, Xueqin Chen ,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2018) 7,   LSA20170771(DOI:10.1038/s41377-018-0003-3)

Published online 01 June 2018

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文章概要:内窥镜:将拉曼显微镜放入体内

借助于新型光传输光纤技术,一种被称为拉曼散射显微镜的强大技术可用于可视化和探究身体内部的癌细胞。拉曼散射基于光与化学物质的相互作用生成图像。它为细胞和组织打开了一扇窗户,也就是说,通过简单的光线照射,就能得到以前无法获得的信息。由于在提供必要的超短脉冲光并收集散射回来的信号方面存在技术问题,过去将该技术应用到人体深处是很困难的。由法国菲涅耳研究所的Hervé Rigneault牵头的法国和德国研究人员将多项纤维技术创新结合起来,将高分辨率拉曼成像技术放入以前很隐蔽的无法探查的位置。这种柔性内窥镜为癌症和其他疾病的诊断和手术治疗带来了新的希望。

 
 

Gravitational wave detection: Improved Sensitivity

Stefan L. Danilishin, Eugene Knyazev, Nikita V. Voronchev, Farid Ya. Khalili, Christian Gräf ,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2018) 7, LSA20170527(DOI:10.1038/s41377-018-0004-2)

Published online 01 June 2018

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文章概要:引力波探测:提高灵敏度

俄罗斯,德国和英国科学家提出的一种新型干涉式引力波探测器设计可能会将中等质量黑洞事件的探测率提高几百倍。分析表明,与传统的法布里 - 珀罗和迈克尔逊干涉仪相比,该团队的“循环速度仪”干涉仪设计在低频(1-100 Hz)时具有明显更好的噪声性能。这种改进是由于量子反作用噪声的相干抑制以及两个正交光偏振的使用。设计性能的关键因素是四分之一波片的光学损耗,用于分离光的两个偏振。该团队现在正在研究使用光压缩态的好处,以进一步提高灵敏度。