速览:Light 第13卷 第10期

学术   2024-11-12 17:35   吉林  
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封面

封底






Light: Science & Applications

第 13 卷  第 10 期

「封面解读」城市间量子密钥分发在德国‘下萨克森州量子链路’试验平台,利用半导体单光子源的城际量子密钥分发首次得以证明。其中,基于含带量子点的圆布拉格光栅光子结构发出的高亮度单光子比特,光量子密钥首先在汉诺威加密并耦合到城市间部署光纤中。光量子比特在经过79公里的光纤传输后,在布伦瑞克完成接收与解密。该成果成功证明了将半导体单光子源无缝集成到现实的大规模高容量量子通信网络中的可行性。

https://doi.org/10.1038/s41377-024-01488-0


「封底解读」极紫外光晶元量测: 用极紫外光成像晶元纳米结构:桌面型紧凑光源中的高次谐波产生极紫外光的过程。照片中展示了通过真空室顶的观察窗拍摄的高次谐波产生过程。红外驱动激光(从左向右传播)被聚焦到高压氩气气体流中(仅存在于垂直方向放置的气嘴之间)。明亮的白色等离子体产生波长在10-20纳米范围的极紫外光。粉紫色(相机记录的伪彩)的光晕和光线来自于被散射的红外光。

https://doi.org/10.1038/s41377-024-01558-3



内 容 概 览

本期共发表 40 文章,包括:7 篇 News & Views、1 篇 Light People、1 篇 Research Highlight、4 篇 Review Article、27 篇 Article


新闻与观点
News & Views

01

Breaking anisotropy limitations in thin-film lithium niobate arrayed waveguide gratings(突破薄膜铌酸锂阵列波导光栅的各向异性限制)


香港城市大学王騁


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01551-w


相关论文信息Wang, C. Breaking anisotropy limitations in thin-film lithium niobate arrayed waveguide gratings. Light Sci Appl 13, 209 (2024).

02

Waveguide-integrated metasurfaces for multi-channel crosstalk-free holography(基于波导集成超表面的无串扰多通道全息成像)


韩国浦项科技大学Junsuk Rho等


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01552-9


相关论文信息Heo, H., Rho, J. Waveguide-integrated metasurfaces for multi-channel crosstalk-free holography. Light Sci Appl 13, 210 (2024). 

03

Enhancing vertically stacked skin display compactness via discrete layer preparation(通过离散层制备提高垂直堆叠式皮肤显示器的紧凑性)


新加坡国立大学Wei Chen和Xiangyu Hou等


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01553-8


相关论文信息Cai, Y., Hou, X. & Chen, W. Enhancing vertically stacked skin display compactness via discrete layer preparation. Light Sci Appl 13, 211 (2024). 

04

Silicon carbide, the next-generation integrated platform for quantum technology(碳化硅:下一代量子技术集成平台)


丹麦技术大学Haiyan Ou


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01515-0


相关论文信息Ou, H. Silicon carbide, the next-generation integrated platform for quantum technology. Light Sci Appl 13, 219 (2024). 

05

Seeing invisible objects with intelligent optics(用智能光学观测不可见物体)


南非金山大学Isaac Nape等


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01575-2


相关论文信息Nape, I., Forbes, A. Seeing invisible objects with intelligent optics. Light Sci Appl 13, 232 (2024).

06

Ultra-low loss silicon nitride becomes even cooler(超低损耗氮化硅技术取得新突破)


新加坡科技设计大学Dawn T. H. Tan等


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01576-1


相关论文信息Tan, D.T.H., Chia, X.X. Ultra-low loss silicon nitride becomes even cooler. Light Sci Appl 13, 233 (2024). 

07

Micro-patterning of spintronic emitters enables ultrabroadband structured terahertz radiation(微图案化自旋电子发射器实现超宽带结构化太赫兹辐射)


美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室陈侯通


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01579-y


相关论文信息Chen, HT. Micro-patterning of spintronic emitters enables ultrabroadband structured terahertz radiation. Light Sci Appl 13, 234 (2024). 


Light人物
Light People

01

Light People: Prof. Juejun Hu, exploring the light

中国科学院长春光机所孙婷婷


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Light人物:专访麻省理工胡崛隽教授


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01583-2


相关论文信息Sun, T. Light People: Prof. Juejun Hu, exploring the light. Light Sci Appl 13, 215 (2024).


研究亮点
Research Highlight

01

Partial coherence boosts photonic computing(部分相干性增强光子计算)

北京航空航天大学戴飞和清华大学Hang Chen


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01571-6


相关论文信息Chen, H., Dai, F. Partial coherence boosts photonic computing. Light Sci Appl 13, 220 (2024).



综述

Review Article

01

Strong light-matter coupling in van der Waals materials


清华大学熊启华等


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综述:范德华材料中的光-物质强耦合


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01523-0


相关论文信息Luo, Y., Zhao, J., Fieramosca, A. et al. Strong light-matter coupling in van der Waals materials. Light Sci Appl 13, 203 (2024).

02

Achievements, challenges, and future prospects for industrialization of perovskite solar cells


华中科技大学韩宏伟和湖北大学郭枫晚等


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钙钛矿太阳能电池产业化的成就、挑战及未来展望


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01461-x

相关论文信息Yang, C., Hu, W., Liu, J. et al. Achievements, challenges, and future prospects for industrialization of perovskite solar cells. Light Sci Appl 13, 227 (2024).

03

Harnessing the capabilities of VCSELs: unlocking the potential for advanced integrated photonic devices and systems


上海理工大学董毅博和中国科学院微电子研究所荀孟等


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综述:基于VCSEL光子集成器件和系统


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01561-8


相关论文信息Pan, G., Xun, M., Zhou, X. et al. Harnessing the capabilities of VCSELs: unlocking the potential for advanced integrated photonic devices and systems. Light Sci Appl 13, 229 (2024). 

04

Neural network-based processing and reconstruction of compromised biophotonic image data


美国加州大学洛杉矶分校Aydogan Ozcan等


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综述:基于深度学习的受损生物光子图像重建


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01544-9


相关论文信息Fanous, M.J., Casteleiro Costa, P., Işıl, Ç. et al. Neural network-based processing and reconstruction of compromised biophotonic image data. Light Sci Appl 13, 231 (2024).


Article
原创论文

01

High-rate intercity quantum key distribution with a semiconductor single-photon source


德国汉诺威大学丁飞等


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城际量子密钥分发-半导体单光子光源


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01488-0


「相关论文信息」Yang, J., Jiang, Z., Benthin, F. et al. High-rate intercity quantum key distribution with a semiconductor single-photon source. Light Sci Appl 13, 150 (2024).

02

High brightness terahertz quantum cascade laser with near-diffraction-limited Gaussian beam


北京量子信息科学研究院陆全勇和中国科学院半导体研究所王利军等

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高亮度太赫兹量子级联面发射激光器


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01567-2

相关论文信息Li, R., Xu, Y., Zhang, S. et al. High brightness terahertz quantum cascade laser with near-diffraction-limited Gaussian beam. Light Sci Appl 13, 193 (2024).

03

Learning-based real-time imaging through dynamic scattering media


中国科学院上海光学精密机械研究所司徒国海等


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人工智能“引领”透过散射介质成像


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01569-0

相关论文信息Liu, H., Wang, F., Jin, Y. et al. Learning-based real-time imaging through dynamic scattering media. Light Sci Appl 13, 194 (2024). 

04

Single 5-nm quantum dot detection via microtoroid optical resonator photothermal microscopy


美国亚利桑那大学Judith Su等


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光热显微镜探测5纳米颗粒


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01536-9


相关论文信息Hao, S., Suebka, S. & Su, J. Single 5-nm quantum dot detection via microtoroid optical resonator photothermal microscopy. Light Sci Appl 13, 195 (2024).

05

Wavelength-multiplexed multi-mode EUV reflection ptychography based on automatic differentiation


荷兰代尔夫特理工大学邵屹峰等


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极紫外光计算成像技术检测芯片缺陷


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01558-3


相关论文信息Shao, Y., Weerdenburg, S., Seifert, J. et al. Wavelength-multiplexed multi-mode EUV reflection ptychography based on automatic differentiation. Light Sci Appl 13, 196 (2024). 

06

Fluorescent, multifunctional anti-counterfeiting, fast response electrophoretic display based on TiO/CsPbBr composite particles


中山大学杨柏儒等


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面向动态防伪应用的荧光电泳显示器件


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01526-x


相关论文信息Liu, G., Wu, X., Xiong, F. et al. Fluorescent, multifunctional anti-counterfeiting, fast response electrophoretic display based on TiO/CsPbBr₃ composite particles. Light Sci Appl 13, 198 (2024). 

07

Low cross-talk optical addressing of trapped-ion qubits using a novel integrated photonic chip

牛津大学Christopher J. Ballance,Martin J. Booth,Bangshan Sun和Ana S. Sotirova等

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新型光子芯片实现超低串扰量子比特操纵


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01542-x


相关论文信息Sotirova, A.S., Sun, B., Leppard, J.D. et al. Low cross-talk optical addressing of trapped-ion qubits using a novel integrated photonic chip. Light Sci Appl 13, 199 (2024).

08

Isolated attosecond pulse generation in a semi-infinite gas cell driven by time-gated phase matching

意大利米兰理工大学Rocío Borrego-Varillas ,Mauro Nisoli和西班牙萨拉曼卡大学 Carlos Hernández-García等

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半无限气体池中实现孤立阿秒脉冲产生


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相关论文信息Vismarra, F., Fernández-Galán, M., Mocci, D. et al. Isolated attosecond pulse generation in a semi-infinite gas cell driven by time-gated phase matching. Light Sci Appl 13, 197 (2024). 

09

Bio-inspired micropatterned thermochromic hydrogel for concurrent smart solar transmission and rapid visible-light stealth at all-working temperatures

香港中文大学Yi Long和哈尔滨工业大学王富强等


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热致变色微图案水凝胶:突破快速隐身与智能光控兼容难题


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01525-y

相关论文信息Liang, H., Zhang, X., Wang, F. et al. Bio-inspired micropatterned thermochromic hydrogel for concurrent smart solar transmission and rapid visible-light stealth at all-working temperatures. Light Sci Appl 13, 202 (2024).

10

Advancing on-chip Kerr optical parametric oscillation towards coherent applications covering the green gap

美国国家标准与技术研究院Kartik Srinivasan 和Xiyuan Lu等


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芯片级光参量振荡填补绿光缺口


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01534-x

相关论文信息Sun, Y., Stone, J., Lu, X. et al. Advancing on-chip Kerr optical parametric oscillation towards coherent applications covering the green gap. Light Sci Appl 13, 201 (2024). 

11

Non-invasive estimation of the powder size distribution from a single speckle image


新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟中心George Barbastathis等


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基于单帧激光散斑的无损颗粒度检测


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相关论文信息Zhang, Q., Pandit, A., Liu, Z. et al. Non-invasive estimation of the powder size distribution from a single speckle image. Light Sci Appl 13, 200 (2024). 

12

Giant Kerr nonlinearity of terahertz waves mediated by stimulated phonon polaritons in a microcavity chip

南开大学许京军,吴强和卢瑶等


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基于受激声子极化激元的片上太赫兹巨克尔效应


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01509-y


相关论文信息Huang, Y., Lu, Y., Li, W. et al. Giant Kerr nonlinearity of terahertz waves mediated by stimulated phonon polaritons in a microcavity chip. Light Sci Appl 13, 212 (2024).

13

Giant ultrafast dichroism and birefringence with active nonlocal metasurfaces

意大利米兰理工大学Giuseppe Della Valle等

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有源非局域超表面的超快二向色性与双折射特性


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01545-8


相关论文信息」Crotti, G., Akturk, M., Schirato, A. et al. Giant ultrafast dichroism and birefringence with active nonlocal metasurfaces. Light Sci Appl 13, 204 (2024).

14

Thin film ferroelectric photonic-electronic memory

新加坡国立大学龚萧等


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薄膜铁电光电存储器芯片


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01555-6


相关论文信息Zhang, G., Chen, Y., Zheng, Z. et al. Thin film ferroelectric photonic-electronic memory. Light Sci Appl 13, 206 (2024).

15

Phase preservation of orbital angular momentum of light in multiple scattering environment

芬兰奥卢大学Alexander Bykov和英国阿斯顿大学Igor Meglinski等


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多重散射环境下光轨道角动量的相位守恒


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01562-7


相关论文信息Meglinski, I., Lopushenko, I., Sdobnov, A. et al. Phase preservation of orbital angular momentum of light in multiple scattering environment. Light Sci Appl 13, 214 (2024).

16

Ultra-broadband diffractive imaging with unknown probe spectrum


华中科技大学刘世元和谷洪刚等


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超宽光谱相干衍射成像


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01581-4


「相关论文信息」Chen, C., Gu, H. & Liu, S. Ultra-broadband diffractive imaging with unknown probe spectrum. Light Sci Appl 13, 213 (2024).

17

Delivery of luminescent particles to plants for information encoding and storage

华南农业大学雷炳富等


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发光标签实现植物体内信息存储和编码


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01518-x


「相关论文信息」Li, W., Lin, J., Huang, W. et al. Delivery of luminescent particles to plants for information encoding and storage. Light Sci Appl 13, 217 (2024). 

18

Reconfigurable MIMO-based self-powered battery-less light communication system


沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学Jose Ilton De Oliveira Filho等


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基于可重构MIMO自供电的无电池光通信系统


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01566-3


「相关论文信息」De Oliveira Filho, J.I., Trichili, A., Alkhazragi, O. et al. Reconfigurable MIMO-based self-powered battery-less light communication system. Light Sci Appl 13, 218 (2024).

19

Single-pulse ultrafast real-time simultaneous planar imaging of femtosecond laser-nanoparticle dynamics in flames(单脉冲超快实时同步平面成像研究火焰中飞秒激光-纳米粒子动力学)

美国加州理工学院汪立宏等


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01588-x


「相关论文信息」Mishra, Y.N., Wang, P., Bauer, F.J. et al. Single-pulse ultrafast real-time simultaneous planar imaging of femtosecond laser-nanoparticle dynamics in flames. Light Sci Appl 13, 221 (2024).

20

Hybrid Eu(II)-bromide scintillators with efficient 5d-4f bandgap transition for X-ray imaging


华南理工大学夏志国等 


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创制稀土Eu(II)基杂化卤化物闪烁体用于X射线成像


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01589-w


「相关论文信息」Han, K., Jin, J., Wang, Y. et al. Hybrid Eu(II)-bromide scintillators with efficient 5d-4f bandgap transition for X-ray imaging. Light Sci Appl 13, 222 (2024).

21

Multispectral smart window: Dynamic light modulation and electromagnetic microwave shielding

哈尔滨工业大学朱嘉琦,王天宇, 张智博和宋梓诚等


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多光谱智能窗


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01541-y


「相关论文信息」Zhang, R., Song, Z., Cao, W. et al. Multispectral smart window: Dynamic light modulation and electromagnetic microwave shielding. Light Sci Appl 13, 223 (2024).

22

Octave-spanning Kerr soliton frequency combs in dispersion- and dissipation-engineered lithium niobate microresonators

美国哈佛大学Marko Lončar,Kiyoul Yang和Yunxiang Song等


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倍频程克尔光梳—铌酸锂耗散工程


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01546-7


「相关论文信息」Song, Y., Hu, Y., Zhu, X. et al. Octave-spanning Kerr soliton frequency combs in dispersion- and dissipation-engineered lithium niobate microresonators. Light Sci Appl 13, 225 (2024).

23

Deep learning-based virtual staining, segmentation, and classification in label-free photoacoustic histology of human specimens

韩国浦项科技大学Chulhong Kim和韩国加图立大学Chan Kwon Jung等


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深度学习助力人体标本的无标记光声组织学成像


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「相关论文信息」Yoon, C., Park, E., Misra, S. et al. Deep learning-based virtual staining, segmentation, and classification in label-free photoacoustic histology of human specimens. Light Sci Appl 13, 226 (2024).

24

Long-range-interacting topological photonic lattices breaking channel-bandwidth limit


韩国首尔国立大学Sunkyu Yu和Namkyoo Park等


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突破信道带宽限制:基于长距离相互作用的拓扑光子晶格


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01557-4


「相关论文信息」Kim, G., Suh, J., Lee, D. et al. Long-range-interacting topological photonic lattices breaking channel-bandwidth limit. Light Sci Appl 13, 189 (2024). 

25

Multifaceted control of focal points along an arbitrary 3D curved trajectory


英国赫瑞瓦特大学陈献忠等


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超透镜对焦点的多维度控制


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01565-4


「相关论文信息」Ansari, M.A., Ahmed, H., Li, Y. et al. Multifaceted control of focal points along an arbitrary 3D curved trajectory. Light Sci Appl 13, 224 (2024). 

26

Fiber-optic drug delivery strategy for synergistic cancer photothermal-chemotherapy

暨南大学关柏鸥和冉洋等


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基于光纤光控药物释放的肿瘤光热化疗协同治疗策略


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01586-z


「相关论文信息」Zhang, Y., Zheng, J., Jin, F. et al. Fiber-optic drug delivery strategy for synergistic cancer photothermal-chemotherapy. Light Sci Appl 13, 228 (2024).

27

Telecom-band multiwavelength vertical emitting quantum well nanowire laser arrays

澳大利亚国立大学傅岚和西北工业大学甘雪涛等


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通讯波段纳米线激光光源阵列


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https://doi.org/10.1038/s41377-024-01570-7


「相关论文信息」Zhang, X., Zhang, F., Yi, R. et al. Telecom-band multiwavelength vertical emitting quantum well nanowire laser arrays. Light Sci Appl 13, 230 (2024).



期 刊 简 介

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封面集锦


第13卷第9期

第13卷第8期

第13卷第7期


第13卷第6期

第13卷第5期

第13卷第4期


第13卷第3期

第13卷第2期

第13卷第1期



封底集锦


第13卷第9期

第13卷第8期


第13卷第7期

第13卷第6期

第13卷第4期


第13卷第3期

第13卷第2期

第13卷第1期



专 刊 征 稿


■ 意大利光学前沿专刊
https://www.nature.com/documents/Advances_in_Science_of_Light_7.23.pdf
稿件提交截止于2025-3-31

■ 非线性超表面和超快纳米光子学前沿专刊
https://www.nature.com/documents/MetaFUN_Special_Issue__announcement__draft_6.25.pdf
稿件提交截止于2024-12-31

■ 麻省理工学院 先进光学与光子学专刊
https://www.nature.com/documents/Special_Issue_on_Advanced_Optics_and_Photonics_at_MIT.pdf
稿件提交截止于2024-12-31

■ 阿卜杜拉国王科技大学 光电子学专刊
https://www.nature.com/documents/Special_Issue_on_Optoelectronics_at_King_Abdullah_University_of_Science_and_Technology.pdf
稿件提交截止于2024-12-31

■ 哈佛大学 光学&光子学专刊
https://www.nature.com/documents/Special_Issue_on_Optics_and_Photonics_at_Harvard_University.pdf
稿件提交截止于2024-12-31


投 稿 说 明


作者说明
https://mts-lsa.nature.com/cgi-bin/main.plex?form_type=display_auth_instructions

作者指南
https://www.nature.com/documents/lsa-gta.pdf

投稿平台
https://mts-lsa.nature.com

处理流程



监制:白雨虹、臧春秀

编辑:赵阳、赵唯



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Light: Science \x26amp; Applications创刊于2012年3月29日,是由中科院长春光机所与英国自然出版集团(NPG)合作出版的全英文开放获取国际光学学术期刊,2013年10月先后被国际著名检索系统SCI 及Scopus收录
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