《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

更多>>

Optoacoustic imaging: Monitoring placental and fetal health

Kausik Basak, Xosé Luís Deán-Ben, Sven Gottschalk, Michael Reiss & Daniel Razansky 

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 71(2019)

Published online 14 August 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:光声成像:非侵入式监测胎盘和胎儿健康

本文介绍了一种非侵入式成像工具,可以显示小鼠胎盘和胎儿的血氧水平和血流灌注,有望应用于监测先兆子痫和其他妊娠疾病。光声成像需要向生物组织发送激光脉冲,光吸收会导致超声波的发射,被检测出来的超声波则可用于建立表征生理因素(如氧含量)的图像。来自瑞士苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的Daniel Razansky等人使用光声成像技术对怀孕小鼠的胎盘和胎儿功能进行了非侵入式监测。研究小组通过呼吸装置给小鼠交替注射剂量为20%和100%的氧气,并通过近红外造影剂,监测由此产生的血氧和灌注参数。这些图像首次显示了胎盘如何保护胚胎免受过量氧气和外源性药物侵害的细节。

Merasurface: An entangled path to hybrid quantum photonic technologies

Philip Georgi, Marcello Massaro, Kai-Hong Luo, Basudeb Sain, Nicola Montaut, and et al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 70(2019)

Published online 14 August 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:超表面:通向光量子混合集成技术的新途径

科学家们已经开发出一种能够纠缠和解纠缠光子对的光学超表面,为量子技术在计算、成像和传感中的应用发展提供了途径。光学超表面是纳米结构亚波长层,能够精确控制光的性质。在本文中,光学超表面为还未被广泛探索的小型化量子系统带来了希望。来自德国帕德博恩大学的Thomas Zentgraf等人与斯图加特大学和中国南方科技大学的研究人员合作开发出了一种纳米结构的电介质超表面,它能够纠缠和解纠缠光子对的自旋态。光子在超表面上的量子干涉会产生圆偏振的纠缠光子对,该光子对在第二次通过超表面时可以被解纠缠。

Beam shaping: Eliminating blind spots from optical data streams

Zizheng Cao, Xuebing Zhang, Gerwin Osnabrugge, Juhao Li, Ivo M. Vellekoop, and et al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 69(2019)

Published online 24 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:光束整形:消除光学数据流中的盲点

本文报道了一种新型光学无线通信装置,它可以通过液晶空间光调制器聚焦来自天花板和墙壁的漫反射,从而引导光线绕过障碍物。光基系统在发送光信息时,通常受到发射站和接收站之间的直接视线要求的限制。来自荷兰埃因霍温理工大学的曹子峥等人现在公布的通信协议,即使在视线受阻的情况下,也能达到每秒30千兆字节的数据传输率。他们采用的方法方法是使用一个空间光调制器,将来自墙壁(由喷砂铝反射器模拟)的随机散斑状散射光引导至非视线内的观察者。然后,研究人员利用算法来优化相位模式,直到任意障碍物周围的自由空间通道的透射光强度都达到最大。

Imaging: Metalenses hold promise for new sensing and imaging technologies

Zhi-Bin Fan, Hao-Yang Qiu, Han-Le Zhang, Xiao-Ning Pang, Li-Dan Zhou, and el al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 67(2019)

Published online 24 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:成像:超透镜为传感和成像新技术带去希望

科学家们开发了一种能够重建三维(3D)图像的超透镜阵列,为微光刻、传感和3D成像的新应用打开了大门。集成成像是利用二维微透镜阵列重建图像的光,它为三维显示带来了希望。然而,微透镜阵列中的色差会导致模糊和色彩失真,降低图像质量。本文中,中山大学的董建文等与北京航空航天大学的研究人员合作,开发了一种超透镜阵列,可通过白光的消色差集成成像重建三维光学图像。研究人员采用自上而下的纳米制造工艺在石英基底的氮化硅涂层上蚀刻了一个60×60的矩形超透镜阵列,为其在高精度传感器和三维成像技术中的应用铺平了道路。

Machine learning: Neural network could help herald next-generation information systems

Shaofu Xu, Xiuting Zou, Bowen Ma, Jianping Chen, Lei Yu, and et al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 66(2019)

Published online 17 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:机器学习:神经网络有助于预示下一代信息系统

本文中,科学家们利用深度学习技术以改善光子模数转换器的性能,为先进信息系统打开了大门。现代信息处理技术诸如雷达、成像和通信系统等需要具有高速、准确和高宽带容量的模数转换器。虽然电子模数转换器具有高速和高精度的优点,但其带宽有限,阻碍了更先进的信息技术的发展。来自中国上海交通大学的邹卫文等人利用深度学习技术提高了光子模数转换器的带宽性能,克服了这一局限。该团队通过将神经网络的数据恢复能力与电子学和光子学的技术优势相结合,创建了一个克服带宽限制的光子模数转换器,为下一代信息系统包括超宽带雷达和高分辨率微波成像等奠定了基础。

Using sound to sculpt non-invasive imaging lenses

Matteo Giuseppe Scopelliti & Maysamreza Chamanzar 

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 65(2019)

Published online 17 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:用声波雕刻非侵入式成像镜片

超声波可以在介质中雕刻压力柱,从而像透镜一样引导光线,这一研究为侵入式、植入式成像技术提供了替代方案。来自美国卡耐基梅隆大学的Matteo Giuseppe Scopelliti和Maysamreza Chamanzar证明,使用超声换能器,可在混浊介质中清晰地聚焦微小物体的细节。当超声波关闭后,仅用外部显微镜是无法观察到这些物体的。然而,当使用超声换能器在混浊介质中形成可调压力柱时,可以清晰地成像。这是由于,声波在介质中传播时改变了介质的密度和折射率,形成了能聚焦光的压力柱。该项技术体现了非侵入式成像和生物组织的治疗光潜力。

Light manipulation: driving new quantum states on the edge

Z. Fedorova (Cherpakova), C. Jörg, C. Dauer, F. Letscher, M. Fleischhauer, and et al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 63(2019)

Published online 10 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:光操纵:在边缘驱动新的量子态

德国研究人员表明,对某些绝缘体边缘的量子态施加周期性变化可能会破坏其绝缘性。拓扑绝缘体作为体材料时不导电,但是其表面则具有导电“边缘态”,可以无视缺陷存在而仍然呈导电性质。来自波恩大学和凯泽斯劳滕大学的研究人员进行了模拟,在拓扑边缘态施加周期性驱动力。在一定的驱动频率间隙,可观察到边缘态的填充率和特征发生了显著变化,这只能解释为边缘态和体材料态之间的混合态。他们的理论发现得到了波导实验的证实,这表明对量子系统施加特定的周期性驱动可能会导致奇特的“设计”特性,而这些特性在平衡状态下是不存在的。

Semiconductor physics: Giant nonlinearity

Nguyen H. Le, Grigory V. Lanskii, Gabriel Aeppli & Benedict N. Murdin 

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 64(2019)

Published online 10 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:半导体物理学:巨大的非线性

在本文中,来自英国、瑞士和俄罗斯的科学家通过理论分析预测,表明轻掺杂半导体可以为太赫兹辐射的高效三次谐波产生(THG)提供途径。Nguyen Le和他的同事计算出类氢掺杂的硅和锗在太赫兹波段具有巨大的非线性磁化率。这一发现有望为太赫兹区的有效非线性过程(如THG)打开大门。原则上,这意味着这些轻掺杂半导体可用于将2到4 THz量子级联激光器的发射频率提高三倍,从而弥补6-12THz太赫兹波段中的空白。目前,该太赫兹波段还没有低成本的小型光源,过往的研究人员不得不使用自由电子激光器和差频发生器代替。

Subwavelength imaging: Seeing smaller through cells

Yuchao Li, Xiaoshuai Liu & Baojun Li 

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 61(2019)

Published online 03 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:亚波长成像:通过细胞看到更小的物体

中国的研究人员展示了一种光学显微系统,该系统利用活细胞作为微小透镜来对亚波长的物体进行成像和操控。传统的光学显微镜和激光镊子可以用于观察和捕获尺寸为几百纳米的物体,但由于光学衍射极限的存在,很难将这些设备应用于尺寸小于波长一半的物体。来自暨南大学的李宇超及其同事证明,位于显微镜下方的细菌、酵母、红细胞或干细胞可以聚焦光线,能够用于分辨小于五分之一波长的纳米物体,例如:细胞内部的纤维骨架。该团队还利用细胞“生物放大镜”的聚焦光斑来捕获和操控半径仅为50纳米的微小粒子。

Optics: Metasurfaces take control in the quest to manipulate light

Xiang Wan, Qian Zhang, Tian Yi Chen, Lei Zhang, Wei Xu, and et al

Citation: Light: Science & Applications 8, Article number: 60(2019)

Published online 03 July 2019

Abstract | Full Text | PDF

文章概要:光学:探索超表面控制操纵光

科学家已经开发出一种可编程的超表面,能够控制光的空间和时间调制,这些光学元件很容易集成到其他设备中,从而为可调谐光学元件打开了大门。超表面是由金属或半导体制成的超薄材料,可以调节光波的振幅、相位和偏振。然而,目前大多数可用的超表面本质上是静态的,其光学性能在制造后就固定了。现在,来自东南大学的万向等人开发出了一种数字编码的可编程超表面,可以实时动态控制光。该数字编码可编程超表面由具有相反相位响应的亚波长级数字编码元件制成,能够多通道直接传输近场信息,可应用于多种领域,包括可穿戴设备、自动驾驶、传感、成像和显示技术。