《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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Multidimensional spectroscopy: eliminating strong signals to study the weak

Hadas Frostig, Tim Bayer, Yonina C Eldar & Yaron Silberberg

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17115;

doi:10.1038/lsa.2017.115

Published online 29 December 2017

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文章概要:多维光谱学:消除强信号研究弱信号

一种新技术可以准确地检索二维光谱测量的分子能级之间的耦合强度。分子中能级之间的耦合揭示关于分子结构的关键信息。这些数据通常从红外、电子或拉曼二维傅里叶变换光谱中收集到。然而,这些光谱表现出强烈的对角线峰值,使包含耦合信息的非对角线峰值模糊不清。现在,以色列Weizmann科学研究院的Hadas Frostig和同事们通过使用信号分析方法克服了这个问题,该方法发现和消除了强烈的对角分量,留下了较弱的非对角分量。他们通过将其应用于四氯化碳的二维拉曼光谱来展示了他们的方法。研究人员认为,他们的技术可能使以前无法研究的光谱响应方面的研究成为可能。

Hollow-core fibers: ultra-broadband supercontinuum light generated

 Rudrakant Sollapur, Daniil Kartashov, Michael Zürch, Andreas Hoffmann, Teodora Grigorova and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17124;doi:10.1038/lsa.2017.124
Published online 15 December 2017

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文章概要:空心光纤:产生超宽带超连续谱光

充气空芯光纤的新设计可以产生从深紫外到近红外非常宽的超连续光。德国耶拿的科学家们设计并制造了一种反谐振空芯光纤,并在其空芯填充了氪气。当他们将飞秒泵浦激光脉冲注入光纤时,产生超连续光谱,光谱宽度从200纳米到1700纳米,扩展超过三个波段以上。重要的是,光纤具有几何诱导共振的特征,可以根据泵浦激光器的波长进行调谐。理论分析表明,输出的超宽带特性归因于类孤子波形的加速裂变过程和共振两侧的切伦科夫辐射的发射。该团队预计,他们的光纤光源可用于阿秒计量和生物光子应用。

Plasmonics: efficient nanoprinting using femtosecond laser pulses

Lei Wang, Qi-Dai Chen, Xiao-Wen Cao, Ričardas Buividas, Xuewen Wang, and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17112;doi:10.1038/lsa.2017.112
Published online 15 December 2017

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文章概要:等离激元:用飞秒激光脉冲产生高效纳米印记

聚焦在电介质上的飞秒激光脉冲在其表面上引起波纹,这对于光伏和感测应用十分有用。 表面电荷波-等离激元的光驱动实现了在深亚波长纳米级的表面上的光局域。现在,中国吉林大学的孙红波和来自中国和澳大利亚的同事通过表面等离激元来产生周期小于激光波长的永久性表面改性。他们通过使用柱面透镜为硅和硫化锌表面上的近红外超短激光脉冲创建线焦点。这种纳米印刷技术非常适合于晶圆尺度的大面积织构化,因为图案化速度仅由所使用激光的重复率决定。 潜在的应用包括增强太阳能电池的光捕获和改善光催化。

Optical sensors: Gold nanoclusters detect H2S

Qi Yu, Pengli Gao, Kenneth Yin Zhang, Xiao Tong, Huiran Yang,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6,e17107;doi:10.1038/lsa.2017.107

Published online 1 December 2017

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文章概要:光学传感器:金纳米簇探测硫化氢

功能化的金纳米簇可以在体外和体内用作硫化氢(H2S)的高灵敏度光学传感器。 中国的研究人员将含有几百个金原子的金纳米簇与壳聚糖低聚乳酸脂混合,以提高其发光寿命和量子产率。 他们还添加了一种对硫化氢敏感的部花青化合物。 H2S的存在会引起探针发出的绿光和红光的光谱和寿命变化,这可以通过波长比率型或时间分辨光致发光成像显微镜来检测。 外源性和内源性H2S在体外和体内均能被测量。 与使用发光探针的其他方法相比,这种探针提供了更高、几乎不受浓度变化或激光功率影响的的灵敏度和精确度。

All-optical ultrasound imaging demonstrated in vivo

Malcolm C Finlay, Charles A Mosse, Richard J Colchester, Sacha Noimark, Edward Z Zhang,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17082;doi:10.1038/lsa.2017.82

Published online 1 December 2017

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文章概要:全光学超声成像的体内示范 

集成在手术针内的光纤超声换能器提供有用的图像以指导侵入性心脏手术。 伦敦大学学院(University College London)的Malcolm Finlay,Adrien Desjardins合作开发了该装置,并在猪的心脏穿刺过程中进行了测试。 他们以50 Hz扫描速率和厘米级成像深度生成心脏组织的实时视图。 该方案包括超声的光学生成-用声光激发多模光纤末端的多壁碳纳米管--聚合物复合涂层。 使用具有高精细法布里--珀罗腔的第二根光纤进行超声波检测。 这种新的范例将允许超声成像被整合到不同临床情况下的各种微创设备中。

 

Silicon photonics: unscrambling scrambled light

Andrea Annoni, Emanuele Guglielmi, Marco Carminati, Giorgio Ferrari, Marco Sampietro,and et al.
Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17110 (2017); doi:10.1038/lsa.2017.110
Published online 1 December 2016
文章概要:硅光子学:解开杂乱的光线
具有可调分束器网格的硅光子芯片可以解决发生在多模波导中模式混合问题。散射或多模系统使得光束的空间相干随机化。 Francesco Morichetti和意大利米兰理工大学以及美国斯坦福大学的合作者们制作了一款芯片解扰器,可以自动还原光束。 通过逐步优化算法,监测芯片输出,使网格自行配置,从而对不同的空间模式进行解码和排序。 在该设备的演示中,四个包含混合模式的光束被解混,并被分离成模式间小于-20dB的残余串扰输出。该方法可扩展到更多模式,并且在模分复用的光通信系统方面极具前景。

 

Chemical imaging at the submolecular scale

Song Jiang, Xianbiao Zhang, Yao Zhang, Chunrui Hu, Rui Zhang,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17098;

doi:10.1038/lsa.2017.98
Published online 17 November 2017
文章概要:亚分子尺度下的化学成像
先进的多元分析可以显著提高尖端增强拉曼光谱(TERS)的化学传感能力。通过强大的表面分析技术,TERS受到固有的弱拉曼信号的限制,其不能在亚纳米尺度上区分复杂的分子结构。通过采用先进的多变量分析,Song Jiang和中国科学技术大学的同事使用TERS来明确地识别表面上的相邻分子。该方案的空间分辨率仅为0.4纳米,这就开辟了在亚分子尺度上收集信息的可能性,如在单个分子内绘制局部振动和结构单元。ZnTPP和H2TBPP分子混合物吸附在银边的实验进一步证实了多元方法优于常规单峰谱分析的优点。

 

Synchrotron light sources: high X-ray beam stability achieved

Andreas Döpp, Benoit Mahieu, Agustin Lifschitz, Cedric Thaury, Antoine Doche, and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17086;

doi:10.1038/lsa.2017.86

Published online 17 November 2017

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文章概要:同步辐射光源: X射线束高稳定性的实现
欧洲的科学家已经证明一种基于激光加速器的超短X射线脉冲源具有前所未有的稳定性。超短X射线脉冲在探索物质在很短的时间范围内的动态特性方面非常有价值。高峰值功率激光器有望用于产生这样的光束,但是由于其产生的X射线光束的控制和稳定性差,其可用性受到限制。法国高等理工学院的Andreas Döpp及其同事测试了一种新的隧道电离方案,将电子纵向注入激光激发的场加速器。他们生成了一个千电子伏特的X射线束,其稳定性比使用通常的注入方法要好得多。另外,X射线发射高度极化,并可以通过倾斜极化轴来调整极化。这样光源对于需要宽带、飞秒X射线脉冲的应用是有用的。

Multiphoton imaging: Diamond Raman laser realizes deep in-vivo imaging

Evan P Perillo, Jeremy W Jarrett, Yen-Liang Liu, Ahmed Hassan, Daniel C Fernée, and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17095;

doi:10.1038/lsa.2017.95
Published online 17 November 2017
文章概要:多光子成像:金刚石拉曼激光实现深度体内成像
由镱光纤放大器泵浦的金刚石拉曼激光器是用于多光子成像的方便且稳定的光源。来自于美国奥斯汀的德克萨斯大学和澳大利亚麦考瑞大学的Andrew Dunn和他的同事使用1240纳米的金刚石拉曼激光器和1055纳米的镱光纤放大器的组合输出来完成生物样品的双色、双光子和双色、三光子成像。他们特别展示了用远红荧光蛋白和蓝色发光染料标记细胞的多色显微镜。此外,还完成了使用双色双光子激发系统在深达1毫米的皮质深度对用红色染料灌注的成年小鼠大脑中血管的深部活体显微手术。

 

Organic light-emitting diodes: stacked design for color-tunable display

Fei Guo, Andre Karl, Qi-Fan Xue, Kai Cheong Tam, Karen Forberichand et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17094;

doi:10.1038/lsa.2017.94

Published online 17 November 2017

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文章概要:有机发光二极管:用于颜色可调显示的堆叠设计
使用堆叠有机发射体的串联设计,通过方案设计制造了颜色可调的有机发光二极管(OLED)。由二维阵列排列的红色、绿色和蓝色像素组成的传统显示器限制了分辨率。现在,德国和中国的科学家展示了一种4×4像素的矩阵可调颜色显示器,它使用颜色可调的OLED作为像素。每个像素由两个OLED组成,它们垂直堆叠,发出不同的颜色。导电银纳米线的薄层被用作透明中间电荷注入电极,其允许控制串联器件的发射强度和颜色。与传统的方法相比,堆叠的方法更容易制造,并允许更小的像素,从而获得更高分辨率的显示。