《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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Polarization: new method generates invisible images

Fuyong Yue, Chunmei Zhang, Xiao-Fei Zang, Dandan Wen, Brian D Gerardot,and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17129; doi:10.1038/lsa.2017.129

Published online 26 January 2018

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文章概要:偏振:产生不可见图像的新方法

来自英国和中国的团队提出了一种用于编码光束偏振分布图像的技术。通常,黑白图像是通过光强度随位置变化的光学图案来产生的。英国伯明翰大学的Shuang Zhang,英国赫瑞·瓦特大学的Xianzhong Chen等人通过在空间上改变光束的偏振而不是光强来产生灰度图像。由于光束具有均匀的强度,如果将偏振片插入到光束,图像是不被肉眼可见的,由此使得该方法对于光学图像加密十分有用。 研究人员通过使用反射型超表面来改变反射激光束的偏振,从而生成了著名物理学家詹姆斯·麦克斯韦(James Maxwell)的图像。

Silicon nanostructures: light emission boosted by heating

Elinore MLD de Jong, Huub Rutjes, Jan Valenta, M Tuan Trinh, Alexander N Poddubny and et al.

Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17133; doi:10.1038/lsa.2017.133
Published online 26 January 2018

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文章概要:硅纳米结构:加热促进光发射

通过激光加热硅纳米晶体,研究人员将硅光子的发射率提高了三倍以上。 硅是电子器件和太阳能电池中最关键的半导体材料,但其光学性能较差,包括光吸收率和光子发射率较低。现在,阿姆斯特丹大学的Elinore de Jong及其同事利用激光诱导加热硅纳米晶体,将光子发射率提高了300%以上。 模拟表明,该效应与在硅体中观察到的效果相反,这是因为强激光照射可以产生大量的声子。 这一发现表明,通过合理控制温度,可以调整和提高硅纳米晶体的光学性能。

26 January 2018

 

  • Neetesh Singh, Ming Xin, Diedrik Vermeulen, Katia Shtyrkova, Nanxi Li and et al.
  • Citation: Light: Science & Applications (2017) 6, e17131; doi:10.1038/lsa.2017.131

    Published online 26 January 2018

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  • 文章概要:超连续谱产生:硅源跨越全波段

    一种可产生跨越近红外透过窗口的宽光谱的硅基源已经诞生。超连续光谱的产生是通过使用短而高功率的脉冲,通过在非线性介质中传播,产生宽连续光谱。超连续光谱源在光谱学和光学相干断层扫描应用中广泛需要,而硅,由于其与标准半导体制造工艺的兼容性,是一种颇具吸引力的介质,但同时又受到诸如双光子吸收之类的非线性过程的影响。现在,美国麻省理工学院的Neetesh Singh及其同事们已经实现了一个跨越近乎短波红外窗口的全波段的硅波导中的全相干超连续光谱。研究人员设想这可以被应用于芯片级精密光谱学,光学频率计量和光通信等。

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。