作为流体力学中最重要的研究方向，湍流几乎覆盖了所有的工程和科研领域。在过去20多年的时间里，以“湍流”为标题的论文洋洋洒洒，超过5万篇。而关于湍流的思考和科学研究也已经有了几百年的历史，可即便如此，今天的我们仍然没有办法给“湍流”下一个准确的定义或结论。 唐太宗曾有言：“以史为镜，可以知兴替”。为了从历史的角度理解湍流的发展，今天，我们就走近湍流，来一场穿越时空的旅行。 Traveling through time 流体穿越者 ...
突破通信限制：涡旋光复用的新解法
撰稿 | 杨大海 (哈工大，博士生) 5G的发展来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动互联网的发展，越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用需要更大更快的数据流，所以移动数据流量的暴涨给网络带来了严峻的挑战。而目前，通信的主要手段是通过电磁波来传输信号。但是，频率的利用已经饱和，频率方法已达到极限。这就是为什么大家在收音机上收听的电台只有那么几个的原因。 为了解决上述问题，人们已经提出了很多种提高通信容量的方法。例如：时分复用（TDM）（名词解释 >）；波分复用(WDM)（名词解释 >）；频分复用技术（FDM）（名词解释 >）等相关技术。但是，除了频率、偏振和波长之外，轨道角动量(OAM)的研究引起了科学家们的广泛关注。因为它能提供一个指数级的数据传输能力，具有无限的自由度，原则上可以支持无限大的数据量。...
前沿进展 | 新型可编程硅基光量子计算芯片：实现量子漫步要素完全可调控
1 导读 军事科学院强晓刚、国防科技大学吴俊杰、中山大学蔡鑫伦等国内外研究团队合作，研制出国际上首个面向图论问题应用的可编程硅基光量子计算芯片。该芯片基于量子漫步计算模型设计，可动态编程实现通用多粒子量子漫步模拟，支持运行一系列基于量子漫步模型的量子算法应用，包括顶点搜索、图同构等图论问题求解，有望在数据搜索、模式识别等大数据处理领域获得应用。 研究成果以“Implementing graph-theoretic quantum algorithms on a silicon photonic quantum walk processor”为题，于2021年2月26日发表在Science Advances 上。 2021 | 前沿进展 2 研究背景...
大气激光通信：涡旋光实现高维信息编码
撰稿 | 周宜雨（罗彻斯特大学，博士生） 说明 | 本文是由论文作者投稿 大气激光通信是一种利用激光，以自由空间为传播介质进行通信的技术。该技术具有灵活性强，安全性高，通信带宽高等优点。 涡旋光束是指具有螺旋相位、携带轨道角动量的光学空间模式。在自由空间中，其角量子数m理论上可以取任意整数，因此可以用来实现高维信息编码，提升大气通信的传输速率。 然而，涡旋光束在自由空间中传播时，大气湍流会不可避免的改变其角量子数，从而引起误码。实际应用中往往需要用复杂器件，例如自适应光学器件，来补偿湍流效应。然而在目前被报道的室外涡旋光通信实验中，自适应光学器件所取得的补偿效果欠佳。 艺术效果图：大气激光通信 近期，南佛罗里达大学的石志敏教授和罗彻斯特大学Robert W....
光学自由曲面自适应干涉检测研究新进展
摘要：光学自由曲面因其表面自由度较多而难于进行检测。干涉检测法具有高精度非接触的特点，但传统干涉仪中的静态补偿器在自由曲面加工过程中未知面形不断变化的情况下，难以实现原位检测。因此，可编程控制的大动态范围自适应补偿器成为近年来自由曲面干涉检测中的研究热点。结合课题组在自由曲面自适应干涉检测领域的工作，介绍了光学自由曲面自适应干涉检测的最新研究进展，详细分析了基于可变形镜和空间光调制器的自适应干涉检测技术，介绍了针对干涉图目标的自适应控制算法，总结了两大类自适应检测方法的优点以及发展瓶颈，并对未来自由曲面的自适应检测技术进行了展望。 关键词：自由曲面检测；自适应干涉检测法；可变形镜；空间光调制器 1. 引言...
II-VI与Coherent达成最终协议，7大收购战略令人信服
全球领先的工程材料和光电器件供应商II-VI于3月25日（美国时间）宣布，它与全球领先的激光器、基于激光的技术和基于激光的系统解决方案供应商之一Coherent,达成最终协议。 根据该协议，II-VI将以现金和股票交易方式收购所有Coherent股票。根据交易条款，Coherent股东将以每股Coherent普通股交换为220美元的现金和0.91股II-VI普通股。 II-VI与Coherent 达成最终协议的意义 II-VI首席执行官Vincent D.(Chuck) Mattera...
光学设计师的世界：敏感度与蒙特卡洛分析
光学公差分析有两种主要的方法：敏感度分析和蒙特卡洛分析。 为了了解每种方法的适用性，理解每种方法及其优缺点非常重要。 1.敏感度分析 在敏感度分析中，在标称值的基础上改变系统中的每个参数，并对系统的性能进行评估，以分别测试每个参数的改变对性能的影响。实际上，这是所有系统参数之间的一种相对比较。当然，参数越敏感，则要求的公差越紧。 该过程很好地显示出系统的“弱点”或更关键（敏感）的参数，即需要收紧的公差；另一方面，也显示出系统的“优势”或无关紧要（较不敏感）的参数，即可以放松的公差。需要注意的是，这个分析过程会单独评估每个参数，并不考虑参数之间的相互作用或相关性。 这个分析方法无法预测实际系统在生产中的性能。 2.蒙特卡洛分析...
中国科大实现真实单光子非互易传输
中国科学技术大学郭光灿院士团队在单光子非互易传输的实验研究中取得重要进展：该团队史保森教授、丁冬生教授与南京大学夏可宇教授和日本理化所的Franco Nori教授合作，利用室温下的原子系统实现了超越磁光效应的百兆赫兹带宽单光子非互易传输。该研究成果于2021年3月19日在线发表在国际知名期刊Science Advance。...
光波导：主流AR眼镜的核心显示技术
转载 | 显示最前沿 光波导，因其轻薄和外界光线的高穿透特性而被认为是消费级AR眼镜的必选光学方案，又因其价格高和技术门槛高让人望而却步。 随着主流AR设备微软HoloLens2、Magic Leap One等对光波导技术的采用和设备量产，以及AR光学模组厂商DigiLens、耐德佳、灵犀微光等近期融资消息的频繁披露，导致光波导的讨论热度也持续增加了不少。 那么，光波导的工作原理是怎样的？ 市面上林林总总的阵列光波导、几何光波导、衍射光波导、全息光波导、多层光波导又有什么不同？ 它又是如何一步步改变AR眼镜市场格局的？ 我们更看好哪一种光波导技术，为什么？ 接下来，就让Rokid R-lab光学研究科学家、美国加州伯克利大学电子工程系博士李琨为你娓娓道来。...
相干收购案，有定论了！
2021年3月10日，Coherent表示已与Lumentum签订了修订后的合并协议。根据两家公司的最终协议，Lumentum计划以66亿美元的价格收购Coherent。 Coherent在3月8日宣布其董事会表示II-VI的修订收购提案优于其与Lumentum之间的1月份合并协议的条款后，于3月10日表示已经和Lumentum签署了修订后的合并协议。 据此Coherent股东将获得每股175美元的现金和1.0109股Lumentum普通股，这相当于每股Coherent股份261.62美元的对价，预计相干股东将拥有合并后公司约24％的股份。该交易预计于2021年下半年完成。 ...
单像素成像图像智能处理算法
以前的手机只在背后有一个安安静静的摄像头，而现在的手机，“二饼” “三筒”甚至“浴霸”层出不穷。越来越强大的手机拍照功能，离不开图像传感器的支持。 图像传感器是把摄像头接收到的光信号转化成电子信号的感光元件，可以记录光场强度的分布，对于拍照设备来说，它就如同人眼的视网膜。手机或者相机的传感器一般是一个包含了很多个小单元的阵列，每个小单元对应着照片中的一个像素。我们平时说的，相机2000万像素就是指图像传感器上有2000万个小单元（感光点）。 单像素成像原理 然而，近十多年来，科学家们却在探索一种新型的“单像素相机”[2]，即图像传感器只包含一个像素，这种另类的光学成像方式就是“单像素成像”[1]。...
高分辨率波前传感器 (Light: Science & Application)
高分辨率波前传感器 WISH: Wavefront Imaging Sensor with High Resolution 本期导读 波前传感器可以同时测量入射光场的幅度和相位，具有广泛的应用价值。诸如Shack-Hartmann波前传感器（SHWFS）之类的传统波前传感器在空间分辨率和相位估计之间存在的制约，因此只能实现几千个像素的分辨率。 为了打破这一限制，来自美国莱斯大学（Rice University）的研究人员提出了一种基于计算成像的新颖技术，高分辨率波前传感器。通过空间光调制器（SLM），图像传感器，和相位检索算法，实现了千万像素分辨率的波前重建，比商用SHWFS高几个数量级。基于此波前传感器，研究人员还展示了在远距离成像，散射介质成像，以及三维立体测量中的应用。该研究内容及其拓展研究，以论文WISH: wavefront...
中国科大在利用涡旋光检测结构手性研究领域取得重要进展
最近，中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室在利用涡旋光检测结构手性研究领域取得重要进展，发现光子轨道角动量可以高效地探测结构的光学手性信号。该成果以“Gigantic vortical differential scattering as a monochromatic probe for multiscale chiral structures”为题发表在国际知名期刊PNAS [118, e2020055118 (2021)] 上。...
一波三折的Coherent收购案背后
2021年2月12日大年初一，本在过年的光通信人又被惊了一把。II-VI突然宣布加入Lumentum、MKS收购Coherent的队伍，而且提出了比另外两家更高的价钱：260美金一股，把收购总价抬到了约65亿美金。 至此，三家按时间顺序给出了逐级升高的每股价等间距阶梯报价: Lumentum: 1月19日，$100+1.185 Lumentum股票，约合$220/股，总价约57亿美金； MKS: 2月8日，$115+0.7473SMKS股票，约合$240/股，总价约60亿美金； II-VI: 2月12日 ，$130+1.3055II-VI股票，约合$260/股，总价65亿美金。 有个华尔街分析师感慨从业20多年了，还是第一次看到他负责的版块三家抢着收购一家的情形。...
2018年至今美国制裁中国企业（全名单）
当前，美国对中国企业、高校和个人的制裁越来越频繁。受以中美贸易摩擦为起始标志，我们梳理统计了2018年至今美国政府对中国企业制裁的全名单：截止本周末，共有10个批次296家中国企业受到美国制裁。以下是被制裁的中国企业的全名单。 来源：美国商务部网站 2020年8月26日，美国商务部工业安全局（BIS）宣布将24家中国企业列入制裁名单，限制其获取美国技术，原因是这些企业“帮助中国军方在南海修建人工岛”。美国商务部长罗斯表示：“美国、中国的邻国以及国际社会指责中国对南海的主权主张，以及为中国军方修建‘人工岛’。被指定的这些实体在‘人工岛’建设中发挥了重要作用，必须被追究责任。” 序号 实 体 1 中交疏浚（集团）股份有限公司 2 中交天津航道局有限公司 3 中交上海航道局有限公司 4...
通用光束轨道角动量谱分析技术
标题 | 通用光束轨道角动量谱分析技术 Universal orbital angular momentum spectrum analyzer for beams 作者 | 付时尧，翟焱望，张建强，刘雪婷，宋睿，周恒，高春清 导读 ...
光学自由曲面面形检测方法进展与展望【《光学学报》创刊40周年庆】
撰稿：朱日宏; 孙越; 沈华 《光学学报》创刊四十周年特邀综述 朱日宏,孙越,沈华. 光学自由曲面面形检测方法进展与展望[J]. 光学学报, 2021, 41(1): 0112001 编者按 2021年是《光学学报》创刊40周年，编辑部特邀南京理工大学朱日宏教授课题组撰写《光学自由曲面面形检测方法进展与展望》综述论文。自由曲面面形由于梯度变化大、缺少统一对称轴，这给其面形的高精度、高效率、高通用性检测带来了巨大的挑战，文章概述了两类传统的光学自由曲面高精度检测方法，并展望了光学自由曲面检测技术的未来发展重点。本文将在《光学学报》2021年第1期刊出，全文链接如下： http://www.opticsjournal.net/Articles/abstract?aid=OJ19b33cfd3298bf0e 01 背景...
封面| 长空炼星——用激光钠导星点亮星空探索的道路
撰稿| 陈天江 编辑| 沈灵灵 封面文章|陈天江,王锋,李新阳,鲁燕华,罗曦. 基于多种激光参数泵浦的钠导星回光强度研究[J]. 中国激光, 2020, 47(8): 0801001 背景介绍 在天文观测中，发射具有特定精细谱线结构的589 nm激光，激发距地面80 km~110 km的高空钠层原子，产生共振荧光的后向散射回光作为导引星，可为地面自适应光学系统提供较为理想的大气波前畸变信息，有利于提高大口径望远镜的深空观测能力。 钠导星探测属于光子级微光探测，其后向共振荧光散射强度与大气传输效率、地磁场、以及泵浦激光参数（波长、线宽、偏振、功率）等诸多因素密切相关。因此，提高钠导星回光亮度以获得高信噪比的激光导星波前成像点阵，是钠导星应用研究中特别关注的问题。 创新研究...
2020上半年这15个激光项目，值得持续关注！
为了挽回疫情造成的经济损失而大力推动的“新基建”，为了在产业链中掌握更多话语权而落实的重大科研项目，让2020年上半年“活”了起来。而在激光产业，也有不少让人期待的项目，今天小编就为大家罗列部分乘风而起的激光项目。 联合项目 01 国家重点研发项目：“拍瓦激光质子加速器装置研究与应用示范项目” 承担单位：北京大学 项目介绍：该项目于6月份在北京大学启动，将基于重频拍瓦激光器的激光质子加速器，研制开发稳定可靠的激光质子放射治疗系统，并开展围绕肿瘤治疗的应用示范研究，经过临床测试及医学认证，最终完成满足医院治疗需求的激光质子放疗产品样机，并逐步实现产业化。该项目根据关键科技问题设置了重频高功率飞秒激光系统、激光质子束加速及诊断系统、质子束流配送系统及治疗头、激光加速器控制系统和应用平台、质子治疗剂量验证与治疗计划系统五个课题。 02...
在超快激光加工应用里，空间光调制器还有这么多种玩法
作者简介 刘思垣、张静宇：华中科技大学武汉光电国家研究中心、华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室 超快激光加工技术推动了激光制造从传统的宏加工向超精密加工发展。尽管凭借着强大优势，超快激光加工技术成为3C电子等领域中的新宠，但单焦点的超快激光直写加工技术仍然存在加工区域小、效率低的问题，不能同时满足大幅面和高精度加工需求。 空间光调制器的出现使得上述问题在很大程度上得以解决，空间光调制器可以对超快激光光束的振幅、相位或者偏振等光学参数进行调控，配合一定光路设计就可以在材料加工区域得到任意的光场强度分布。下文将对空间光调制器的原理以及其在超快激光2D、3D加工领域中的应用进行详细的介绍。 什么是空间光调制器？...