1. 基于多模PIN硅波导解锁多维光多播
Unlocking multidimensional optical multicasting based on multi-mode PIN silicon waveguides
Authors: Zhuang Fan, Zihao Yang, Jianji Dong, Wenchan Dong, Jing Xu, Xinliang Zhang
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究提出了一种在多模波导中使用反向偏置PIN结的多维光多播策略，成功实现了80 Gb/s QPSK信号在14个信道上的同时多播。该方法通过四波混频增强输出功率，在TE0、TE1和TE2模式下分别实现了13 dB、11.7 dB和7.7 dB的功率提升。多播信号能够跨三种模式传输，从一个波长信道传输到九个、七个和两个波长信道，且误码率小于3.8×10−3，显示出清晰的星座图和无差错性能。
Keywords: 多维光多播, 非线性损耗, 多模波导, 四波混频（FWM）, QPSK信号
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2938
2. 利用负聚焦光纤激光超声换能器进行无创高分辨率深部脑光声成像
Noninvasive high-resolution deep-brain photoacoustic imaging with a negatively focused fiber-laser ultrasound transducer
Authors: Hexiang Xu, Zitao Chen, Yuhan Wu, Chengtian Hou, Jun Ma, Bai-Ou Guan
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究使用带有负聚焦光纤激光超声换能器的光声计算机断层扫描系统，成功实现了小鼠大脑的高分辨率成像，穿透深度超过7毫米。该系统具有5.4 Pa的低检测限，约130微米的各向同性空间分辨率，且视角达到120度。紧凑设计和出色的脑出血小鼠模型可视化能力，突出其在非侵入性生物医学研究和临床应用中的巨大潜力。
Keywords: 无创成像, 光声计算机断层扫描, 光纤激光超声换能器, 空间分辨率, 组织穿透
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2996
3. 具有均匀轨道流的广义光学涡流输送带中的颗粒输送
Particle delivery in generalized optical vortex conveyor belts with a uniform orbital flow
Authors: Wenyu Gao, Yuan Zhou, Xing Li, Yanan Zhang, Qiang Zhang, Manman Li, Xianghua Yu, Shaohui Yan, Xiaohao Xu, Baoli Yao
Date: December 2, 2024
Abstract: 完美光学涡旋（POV）光束可以平稳传输小颗粒，但传统方法往往会损害轨道能量流，导致速度不稳定。通过将等距均匀采样和随机相位集成到广义POV生成算法中，本研究引入了具有均匀轨道流的定制光学传送带，能够以恒定速度平稳输送金属颗粒。此外，展示了双带式输送系统用于运输大型金属微粒，增强了药物输送微系统的光学操控技术。
Keywords: 完美光学涡旋（POV）, 光学传送带, 轨道能量流, 强度梯度力, 药物输送微系统
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2881
4. 不完美真圆度的面发射激光器细分裂模式产生的异常噪声尖峰
Anomalous noise spikes beating from a fine-splitting mode of surface-emitting laser with imperfect true-roundness aspect
Authors: Kun-You Huang, Jui-Hung Weng, Jiaxing Wang, Constance J. Chang-Hasnain, Gong-Ru Lin
Date: December 2, 2024
Abstract: 垂直腔面发射激光器（VCSEL）中高频模拍噪声（MBN）与非圆形发射导致的细分裂横向模式相关，降低了高速数据编码传输性能。本研究分析了4进制正交幅度调制（4-QAM）和非归零开关键控（NRZ-OOK）传输，揭示了MBN引起的缺口，导致21和34 GHz下信噪比（SNR）显著下降。对于横向模式较少的VCSEL，MBN光谱峰值在14/17/24 GHz和4.5/10.5/13 GHz处观察到，表明不对称圆形外观和降低圆度比对数据调制性能产生不利影响。
Keywords: 高频离散模跳频噪声（MBN）, 垂直腔面发射激光器（VCSEL）, 信噪比（SNR）, 多模（MM）VCSEL, 正交幅度调制（QAM）
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2957
5. 观察具有按需色散的拓扑表面态的时空动态
Observation of spatiotemporal dynamics for topological surface states with on-demand dispersion
Authors: Zhanyuan Zhang, Zhihao Lan, Pengbai Xu, Leiming Wu, Menglin L. N. Chen, Wei E. I. Sha, Yi Xu, Yuwen Qin
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究探讨了具有表面调制的截谷光子晶体中按需色散的拓扑表面态的时空特性。通过光子晶体板中的反向色散特性，研究展示了电磁脉冲的动态捕获和反向光束路由。数值和实验结果证实了拓扑表面态的有效色散管理，为在光子器件中操控电磁波提供了新途径。
Keywords: 色散管理, 拓扑光子学, 时空动力学, 表面态, 光子晶体
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2919
6. 通过激光直写低折射率定制纳米结构阵列实现双信息和大规模结构颜色图案
Dual-information and large-scale structural color patterns by laser direct writing with a low-index tailored nanostructure array
Authors: Haoyu Pan, Desheng Fan, Linwei Zhu, Danyan Wang, Moxin Li, Jian Wang, Gui Xiao, Qiang Shi, Cheng Zhang
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究通过两光子聚合技术，使用定制的散射结构打印双模式图案，以应对结构颜色设计和图像加密的挑战。实现了4厘米大规模打印，展示了一种可持续的颜色制备方法，为颜色科学和信息安全提供了创新策略。
Keywords: 介电纳米结构，结构颜色设计，双光子聚合，颜色性能，隐写术
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2948
7. 具有任意极化和内在手性的连续体中的磁可调束缚态
Magnetically tunable bound states in the continuum with arbitrary polarization and intrinsic chirality
Authors: Qing-An Tu, Hongxin Zhou, Dong Zhao, Yan Meng, Maohua Gong, Zhen Gao
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究提出了一种磁光光子晶体板内磁可调束缚态 (BIC)，实现了庞加莱球上任意极化态及圆偏振态的非Γ点手性发射。基于保留的平面外镜像对称性，Γ点处的本征手性 BIC 展现了接近统一的圆二色性 (＞0.99) 和高品质因子 (46,000)。该手性可以通过磁偏置翻转，为手性光学效应和可调光学设备应用提供了潜力。
Keywords: 连续介质中的束缚态、磁光光子晶体、手性发射、圆二色性、拓扑光子学
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2972
8. 用于多路复用具有纵向非均匀多功能偏振态和偏振演化成像的铅笔状光束的超表面
Metasurfaces for multiplexing pencil-like beams with longitudinally inhomogeneous versatile polarization states and polarization-evolutive imaging
Authors: Feng Tang, Teng Zhang, Zhiyu Tan, Xiaofei Zang, Yiming Zhu, Songlin Zhuang
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究开发了一种利用超表面操控纵向偏振的技术，将线性偏振太赫兹波转换为具有多种偏振行为的铅笔状光束。该方法模拟了两个正交状态间的纵向偏振演化，为偏振演化成像提供了技术基础，并展示了在超高带宽数据交换和光物质相互作用中的应用潜力。
Keywords: 偏振、超表面、太赫兹 (THz) 波、圆偏振 (CP) 态、偏振演化成像
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-3012
9. 低噪声 InGaAs/InP 单光子探测器，具有 DC 至 1 GHz 可调栅极频率
Low noise InGaAs/InP single-photon detector with DC to 1 GHz tunable gate frequency
Authors: Jia-Lin Chen, De-Yong He, Shuang Wang, Ying-Liang Shi, Jia-Qi Geng, Zhen-Qiang Yin, Wei Chen, Guan-Jie Fan-Yuan, Guang-Can Guo, Zheng-Fu Han
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究提出了一种新型 InGaAs/InP 单光子探测器，其利用残余噪声增强信号鉴别，实现从 DC 到 1 GHz 的可调门控频率。该设计在低雪崩增益下提供有效的单光子探测，暗计数率低至每门5.0×10⁻⁷，后脉冲概率小于1%。该探测器具有低噪声和宽频率范围，适用于量子密钥分发和激光测距等领域。
Keywords: InGaAs/InP SPD、尖峰噪声、雪崩信号、残余噪声、可调门控频率
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-3027
10. 通过高性能钙钛矿-硅双模光电探测器进行模式切换单像素成像
Mode-switching single-pixel imaging via a high-performance perovskite-Si dual-mode photodetector
Authors: Yujin Liu, Dongxu Lin, Jingyang Xing, Hanyan Zhao, Hongling Wan, Hao Wang, Zhong Ji, Xueli Chen
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究开发了一种基于钙钛矿-Au/Si/Ag 的双模光电探测器，在零偏压下工作，探测范围为400–1100 nm，峰值比探测率达到5.56×10¹³ Jones。提出了双模单像素成像系统，能够高效分离近红外与可见光信息，同时加速成像过程约16倍，为材料识别和智能感知提供了创新途径。
Keywords: 双模成像、光电探测器、特定探测率、单像素成像、红外信息
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2873
11. 具有 pn 结局部浮栅的可切换操作模式光电探测器
Operation mode-switchable photodetector with a pn junction local-floating gate
Authors: Yurong Jiang, Zhi Wang, Wenqian Xing, Chuanzheng Liao, Xiaohui Song, Xueping Li, and Congxin Xia
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究介绍了一种𝑝𝑛pn结局域浮栅光电探测器（PNLFG-PD），该探测器采用二维𝑝-WSe2/𝑛-MoS2异质结，其中n型MoS2部分浮在p-WSe2通道上。该器件展示了可切换的导电模式，在暗态下呈现Λ形反双极导电，在光照下呈现单极导电，在2 V偏压下实现2.12×10^5 A/W的响应度和1.25×10^14 Jones的探测率。超过10^6的高明暗比归因于通道中的势垒降低，为解决光电探测技术中探测率和响应度之间的权衡提供了平台。
Keywords: 光电探测器，探测率，响应度，异质结，单极性
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2989
12. 用于高容量光互连的 100 nm 宽带超紧凑多维多路复用光子集成电路
100 nm broadband and ultra-compact multi-dimensional multiplexed photonic integrated circuit for high-capacity optical interconnects
Authors: Ruoyu Shen, Fangchen Hu, Bingzhou Hong, Xin Wang, Aolong Sun, Junwen Zhang, Haibing Zhao, Nan Chi, Wei Chu, Haiwen Cai, and Weiping Huang
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究在220 nm绝缘体上硅平台上提出了一种芯片级多维复用技术，实现了100 nm宽带、超紧凑（6 μm×6 μm）PIC，模式串扰在1500至1600 nm范围内<-16 dB。该PIC支持TE0、TE1、TM0和TM1模式，并能够在51个波长上以0.8 nm通道间隔实现单波长4模式×100 Gbit/s PAM-4直接调制数据传输。这项研究展示了多维复用PIC增强光互连的潜力，解决了未来高性能芯片到芯片数据传输的速度限制。
Keywords: 芯片级多维复用，硅光子集成电路，模式串扰，基于拓扑优化的逆向设计，PAM-4直接调制
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2891
13. 适用于大批量生产的紧凑型 Si-SiN 光子光纤陀螺仪收发器
Compact Si-SiN photonic fiber optic gyroscope transceiver for large volume manufacturing
Authors: Zhizhou Lu, Hongmin Fu, Daoxin Sun, Huacheng Liu, Hongchen Jiao, Shijia Fan, Shan Gao, Tonghui Li, Lingyu Wang, Li Jin, Heng Zhao, Wenxuan Liu, Jian Liu, Haipeng Yu, Zhuoheng Ren, Naidi Cui, Wenyuan Xu, Lishuang Feng, Jin Guo, and Junbo Feng
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究提出了一种高性能 Si-SiN 光子光纤陀螺仪 (FOG) 收发器，该收发器具有光源、偏振器、分束器和片上锗光电探测器，全部安装在带有热电冷却器的标准蝶形封装中。该收发器的光损耗小于 7 dB，偏振消光比大于 20 dB，并实现了创纪录的 0.022 度/小时的低偏置稳定性、0.0012 度/小时的角度随机游走和 0.003 度/小时的偏置不稳定性。利用平均直径为 70 毫米、长度为 580 米的保偏光纤线圈，该工作证实了片上 Ge 光电探测器适用于高性能 FOG 应用，支持大批量生产。
Keywords: IFOG，光子FOG收发器，偏振消光比，偏置稳定性，角度随机游走
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2912
14. 用于硅光子链路的低暗电流和低电压锗雪崩光电探测器
Low dark current and low voltage germanium avalanche photodetector for a silicon photonic link
Authors: Xuetong Li, Huan Qu, Xiaobin Liu, Qijie Xie, Weipeng Wang, Yingzhi Li, Baisong Chen, Heming Hu, Jie Li, Zihao Zhi, Patrick Lo, Quanxin Na, Xueyan Li, Lei Wang, Xiaolong Hu, and Junfeng Song
Date: December 2, 2024
Abstract: 本研究提出了一种 p-i-n-i-n 型 Ge 雪崩光电探测器 (APD)，它集成了用于雪崩和吸收功能的本征锗层以及用于减少暗电流的本征硅层。Ge APD 在偏置电压为 -2 V 时表现出 1.1 A/W 的主要响应度、7.42 nA 的低暗电流和 6.1×10−11 A/μm² 的暗电流密度。此外，Ge APD 的雪崩电压为 -8.4 V，测得的 3 dB 带宽为 25 GHz，成功以 32 Gbps 的速度接收数据，可用于潜在的硅光子数据链路应用。
Keywords: 锗 (Ge)、雪崩光电探测器 (APD)、暗电流、响应度、硅光子学
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2931
15. 采用硅角反射器的高性能紧凑型垂直锗光电二极管
High-performance compact vertical germanium photodiodes enabled by silicon corner reflectors
Authors: Wei Chen, Yang Shi, Yilun Wang, Mingjie Zou, Wen Zhang, Yu Yu, and Xinliang Zhang
Date: December 2, 2024
Abstract: 高性能锗光电二极管对于硅光子系统至关重要，通过将其长度缩短至 4.8 μm，可实现 0.96 A/W 的响应度，与硅角反射器 (SCR) 相比，响应度提高了 21%。光电二极管表现出 0.76 nA 的极低暗电流和 100 GHz 的大带宽，通过硅层和锗层之间设计的衰减耦合优化了光吸收。开眼图显示 140 Gb/s 开关键控和 240 Gb/s 四级脉冲幅度信号下的数据成功传输，标志着这项工作在低成本、高性能光学检测方面取得了重大进展。
Keywords: 锗光电二极管、硅角反射器、响应度、暗电流、带宽
Link:https://opg.optica.org/prj/abstract.cfm?uri=prj-12-12-2983
