撰稿：Xiaodong Shi (新加坡科技研究局(A*STAR)) 图源：EPFL 开发同时具有窄线宽、高稳定性、可高速调频性能的激光器近年来一直是前沿技术的重点任务之一，这样的激光器在精密频率计量、高分辨率光谱学、光学传感器、光通信、原子钟等很多领域都有巨大的应用。...
基于波前编码的扩展景深短波红外成像系统
短波红外波段具备全天时、全天候成像的优良潜力，借助焦平面探测阵列在现代社会发挥着日益重要的作用。为了解决短波红外成像系统的离焦问题以提升平台适用性，可将波前编码技术引入短波红外波段。 据麦姆斯咨询报道，近期，中电科五十四所和桂林电子科技大学的联合科研团队在《激光与光电子学进展》期刊上发表了以“基于波前编码的扩展景深短波红外成像系统”为主题的文章。该文章第一作者和通讯作者为中电科五十四所王伟。 本文将波前编码引入短波红外波段，相比常规的单一性评价标准，采用综合离焦一致性和图像可恢复性的复合标准，解决离焦对成像质量的影响，对提升载荷的平台适应性和环境适应性具有一定的参考价值。 基于波前编码技术的景深延拓原理...
新的显示形态：大视角桌面集成成像光场3D显示器
Opto-Electronic Advances 2023年预出版论文推荐 封底文章 | Xing Y, Lin XY, Zhang LB, Xia YP, Zhang HL et al. Integral imaging-based tabletop light field 3D display with large viewing angle. Opto-Electron Adv 6, 220178 (2023). 第一作者：邢妍 副教授 通信作者：王琼华 教授 点击文章标题查看全文 研究背景 ...
少模光纤首次呈现横向光子轨道角动量传输
本文为中国激光第2972篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到 Advanced Photonics 2023年第3期Theme Issue on "Orbital Angular Momentum"专题文章： Qian Cao, Zhuo Chen, Chong Zhang, Andy Chong, Qiwen Zhan. Propagation of transverse photonic orbital angular momentum through few-mode fiber[J]. Advanced Photonics, 2023, 5(3): 036002...
微知识 | 偏振超分辨的用途
导语：本文主要介绍偏振超分辨的应用，包括在判断荧光偶极子方位角；微丝、微管的偏振特性；马达蛋白与肌动蛋白相互作用的观察；以及肌动蛋白和血影蛋白在神经中的组装关系等。 荧光偶极子特性是荧光分子发光的基本特性之一。然而，过去的荧光成像技术中，大部分只关注光强（荧光分子的有和无），而忽略了对荧光偶极子（在什么角度、是否转动）的探测。收集荧光偶极子特性，能够反映标记分子的角度特性，从而为所标记分子的空间构象和运动特性提供重要信息。 （一）微丝、微管、DNA的偏振超分辨成像 利用Airy Polar-SIM，我们可以对具有偏振响应的样品进行偏振超分辨成像，从而提取其偏振角度信息。例如，利用Phalloidin...
湍流：科学家花费300年仍未找到答案的科学难题
在我们坐飞机的时候，经常会听到空乘播报：“我们的飞机遇到湍流,正在颠簸,请您系好安全带,不要离开座位。” 很多人会百思不得其解，究竟什么是湍流呢？ 这个问题不仅我们普通人在思考，科学家同样也在探寻答案，湍流曾被称为““经典物理学最后的未解难题”，是世界力学界整整花费300年苦苦求解的科学难题。 湍流概念的提出 中国古代时期就已经对湍流有了初步的了解，在李白的诗歌《蜀道难》中就有描述： 飞湍瀑流争喧豗,砯崖转石万壑雷。 译文：漩涡飞转瀑布飞泻争相喧闹着;水石相击转动像万壑鸣雷一般。 在元朝王祯《农书》中，就有记载利用湍流制造水排：...
利用人工原子操控量子光
撰稿：Jack（西湖大学 博士生） 光子的本质是玻色子，这意味着多个光子可以同时占有同样量子态而互不干扰。光子的这一特性被广泛应用于光纤通信中，来实现高通量的信息传递。但是，如果要用光实现经典或量子信息处理，则需要光子之间具有较强烈的相互作用强度，来实现对数据信息的编辑和操控。 一直以来，人们利用高度非线性的介质来实现光子之间的强相互作用，利用非线性光学中的高阶光子束缚态来实现光频率转换、光学调制、光放大和传感等光学信息处理。然而，光子束缚态本身的色散和动力学演化过程的研究却一直是空白。 鉴于此，近日来自巴塞尔大学、汉诺威莱布尼兹大学、悉尼大学和波鸿鲁尔大学的科学家们在Nature Physics上以“Photon bound...
利用光学自由曲面精准调控光束
《光学学报》于2023年43卷第08期推出“现代光学设计与制造”专题，其中，浙江大学刘旭、吴仍茂教授团队特邀综述“自由曲面光束调控Monge-Ampère方法研究进展”被选为本期亮点文章。 《光学学报》2023年第08期亮点文章 | 沈凡琪; 杨琳; 吴仍茂; 郑臻荣; 李海峰; 刘旭; 自由曲面光束调控Monge-Ampère方法研究进展[J].光学学报, 2023, 43 (08):0822010. 导读...
量子保密通信再升级：源无关的量子随机数发生器
本文为中国激光第2969篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到 Advanced Photonics 2023年第3期文章： Ji-Ning Zhang, Ran Yang, Xinhui Li, Chang-Wei Sun, Yi-Chen Liu, Ying Wei, Jia-Chen Duan, Zhenda Xie, Yan-Xiao Gong, Shi-Ning Zhu. Realization of a source-device-independent quantum random number generator secured by nonlocal dispersion cancellation[J]....
国家自然科学基金委发布“第二代量子体系重大研究计划”2023年度项目指南通告
2023年，“量子快报”专栏全新升级。 在这里，你不仅可以看到全球最重要、最热门的量子领域科研成果，还能迅速了解相关行业资讯、获奖情况和会议信息。及时、简洁、便捷，爱光学将陪伴您一起探索充满活力的量子世界。 这是第21期“量子快报”，欢迎您持续关注~ 项目公告 国家自然科学基金委发布“第二代量子体系重大研究计划”2023年度项目指南通告...
基于超构光学的全光矢量视觉加密技术
信息安全对于防伪、通信等众多应用至关重要。近年来，光学加密因其具备并行、高速和低功耗等优点而备受关注。然而，光的丰富自由度在早期的研究中没有得到充分利用，信息的安全性有限。光学加密结合计算成像是增强安全性的有效方法，但它需要多次光学测量或额外的数字后处理来恢复隐藏的图像。从本质上讲，基于计算成像的间接成像方式偏离了全光加密的初衷，导致其原有的全光处理优势在一定程度上丧失。全光化的信息加密技术是网络及信息安全领域的重要发展趋势，但当前技术的安全性、加密复杂度以及解密速度之间存在相互制约的关系。 受成像过程中的光的矢量特性启发，中科院光电所矢量光场研究中心的研究人员基于非对称光子自旋-轨道相互作用（Opto-Electron....
超构表面实现光频宽带消偏振完美利特罗衍射
导读 近日，同济大学王占山、程鑫彬教授课题组联合复旦大学周磊教授在光频超构表面实现宽带消偏振完美利特罗衍射的研究中取得新进展。团队发展了全介质一维多层膜结合二维自由形状超表面的准三维多层膜超光栅新结构，成功实现了非偏振下、1030至1090纳米波段范围内效率优于99%的光频宽带消偏振完美利特罗衍射。研究成果以“Broadband depolarized perfect Littrow diffraction with multilayer freeform metagratings”为题，于2023年5月8日发表在美国光学学会旗舰期刊Optica上。 ...
两项激光领域的“大科学装置前沿研究”重点专项在北大启动
由北京大学牵头负责的国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项的两个项目——“激光驱动的天体现象实验室模拟研究”和“基于超快强激光超高时间-空间-能量分辨技术及应用”项目，日前在北京大学正式启动。 北京大学科学研究部部长谢冰部长致词 从北京大学获悉，乔宾教授牵头的“激光驱动的天体现象实验室模拟研究”项目将面向世界科技前沿，依托我国大型激光装置提供的研究手段和先进技术，针对大尺度磁场起源、准直喷流与冲击波产生、高能宇宙线来源等天体重大前沿科学问题，开展实验室模拟研究新范式的探索和创新研究，以揭示天体动力学演化及能量转化和耗散的物理本质，深化对天体现象和天文观测数据的理解，以期获得若干重要科学发现和原创成果。...
反射层析激光雷达实现10.38 km处小目标超分辨成像
国防科技大学胡以华教授团队，研制出反射层析激光雷达（Reflective Tomography Lidar，RTL）成像实验系统，完成了距离为10.38 km的远距离RTL成像实验，成像分辨率优于2 cm。其成像分辨率突破了相同孔径光学成像系统的衍射极限，优于目前已见报道的RTL成像相关研究，已在《中国激光》发表题为“反射层析激光雷达实现小远目标超分辨成像”的简讯。 背景 ...
基于混沌光梳的并行抗干扰激光雷达测距技术
图1：基于混沌光梳的并行抗干扰激光雷达系统概念图 本文由论文作者团队（课题组）投稿 具备宽视野和高分辨率成像的并行激光雷达对于高等级自动驾驶至关重要。 传统多线激光雷达在高密度场景下，通道间串扰和多设备间干扰的概率会显著增加，这就需要对每一路发射信号进行加密处理以克服通道拥挤。现有的加密手段是对每一路信道进行伪随机调制，这会导致硬件成本和复杂性的显著上升，且伪随机调制的可预知性无法抵抗恶意攻击，也会对自动驾驶的安全性造成极大的影响。 宽带混沌信号由于其真随机特性，是解决信道拥堵的一种理想信号选择。但是现有的混沌光源不易实现并行化拓展，很难满足激光雷达应用对宽视场、快扫描、抗干扰、低成本方面的发展需求。...
哈尔滨工业大学航天学院马欲飞课题组实现氢气高灵敏快速检测
导读：哈尔滨工业大学航天学院马欲飞教授课题组在Science子刊Ultrafast Science上发表题为《基于光致热弹光谱的高灵敏快速氢气检测》（Highly sensitive and fast hydrogen detection based on light-Induced thermoelastic spectroscopy）的研究论文。该研究成果实现了氢气浓度的快速、高灵敏度检测，为氢能泄露诊断提供了一种新手段。 引用格式（点击阅读原文）：Ma Y, Liang T, Qiao S, Liu X, Lang Z. Highly Sensitive and Fast Hydrogen Detection Based on Light-Induced Thermoelastic...
空间变化波前传感
空间变化波前传感 空间不变成像与 空间变化成像 01 ...
基于超构光学的全光矢量视觉加密技术【中科院光电所矢量光场研究中心】
信息安全对于防伪、通信等众多应用至关重要。近年来，光学加密因其具备并行、高速和低功耗等优点而备受关注。然而，光的丰富自由度在早期的研究中没有得到充分利用，信息的安全性有限。光学加密结合计算成像是增强安全性的有效方法，但它需要多次光学测量或额外的数字后处理来恢复隐藏的图像。从本质上讲，基于计算成像的间接成像方式偏离了全光加密的初衷，导致其原有的全光处理优势在一定程度上丧失。全光化的信息加密技术是网络及信息安全领域的重要发展趋势，但当前技术的安全性、加密复杂度以及解密速度之间存在相互制约的关系。 受成像过程中的光的矢量特性启发，中科院光电所矢量光场研究中心的研究人员基于非对称光子自旋-轨道相互作用（Opto-Electron....
耗资3.2亿美元！印度已批准建设激光干涉引力波天文台
引力波在广义相对论中以四维时空结构的扰动向外传播能量的方式存在，是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波。美国LIGO（激光干涉引力波天文台）在2015年首次直接探测到被称为引力波的“时空涟漪”，使天文学进入了引力波新时代。近日，印度政府已批准建设与美国LIGO（LIGO Hanford和 LIGO Livingston）几乎相同的LIGO-India，将耗资3.2亿美元，预计将在2030年左右进行首次观测。 LIGO-India将填补全球网络盲点 “在过去的几年里，我们一直在努力把LIGO探测器带到印度，”加州理工学院LIGO实验室的执行主任David Reitze表示，“得到印度政府的批准是非常棒的进展，这不仅有利于印度，也有利于整个国际引力波界。” 加州理工学院的物理学教授Rana...
双光子合成孔径显微镜实现高速高分辨率三维成像
技术背景： 对深层组织中细胞和亚细胞行为和功能的长期观察可以为病理学、免疫学、 神经科学、 细胞生物学、和发育生物学提供宝贵的见解。由于深度穿透的长波长和非线性特性 , 双光子显微镜 (TPM) 在过去几十年中随着各种动物模型的发展促进了许多重要发现。然而，点扫描策略、累积的光毒性和光学像差导致时空分辨率 、成像体积和成像持续时间之间存在不可避免的权衡，限制了对跨多个空间和时间尺度的复杂生物现象的全景理解。例如，很难在免疫反应或记忆形成的整个过程中追踪细胞迁移或神经放电。将这些瞬时细胞或亚细胞动力学与长期生理发病机制联系起来的仪器开发可能有助于在整体水平上了解生物系统的基本组织和功能机制。 尽管已经开发了各种高速三维 (3D)...