1. 斜入射下导模谐振传感器的灵敏度增强
Sensitivity enhancement of guided mode resonance sensors under oblique incidence
Authors: Liang Guo, Lei Xu, Liying Liu
Date: November 1, 2024
Abstract: 由于光栅灵敏度和波导灵敏度的共同作用，导模谐振 (GMR) 传感器的灵敏度在斜入射下显著增强。在正一阶衍射期间发生这些贡献的建设性叠加，导致总灵敏度增加，而在负一阶衍射期间发生破坏性叠加导致灵敏度降低。理论模型的预测通过 FDTD 数值计算和概念验证实验得到验证。
Keywords: guided mode resonance, sensitivity enhancement, grating sensitivity, waveguide sensitivity, oblique incidence
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2667
2. 集成光子模运算处理器
Integrated photonic modular arithmetic processor
Authors: Yuepeng Wu, Hongxiang Guo, Bowen Zhang, Jifang Qiu, Zhisheng Yang, Jian Wu
Date: November 1, 2024
Abstract: 集成光子计算为电子处理器的局限性提供了解决方案，但目前的系统难以进行高精度计算，并且严重依赖模数和数模转换接口。我们提出了一种新颖的光子计算架构，利用剩余数系统理论通过低精度模数运算实现可扩展的计算精度，并引入光学数相转换器和相数转换器。我们的实验演示确认了9位的计算精度，验证了所提出的ODPC/OPDC光子接口的有效性，并推动了光子计算超越传统精度限制的潜力。
Keywords: Integrated photonic computing, high-precision calculations, residue number system (RNS), optical digital-to-phase converter (ODPC), phase-to-digital converter (OPDC)
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2676
3. 可扩展并行光子处理单元，用于各种神经网络加速
Scalable parallel photonic processing unit for various neural network accelerations
Authors: Shiyin Du, Jun Zhang, Hao Ouyang, Zilong Tao, Qiuquan Yan, Hao Hao, Junhu Zhou, Jie You, Yuhua Tang, Tian Jiang
Date: November 1, 2024
Abstract: 本工作在绝缘体上硅平台上提出了一种可扩展的并行光子处理单元（SPPU），实现了0.83 TOPS/W的光子核心能效，大大超越了现有的集成解决方案2到10倍。SPPU支持并行处理，可以在多个计算范式之间无延迟切换，从而实现各种神经网络结构的推理。在概念验证实验中，SPPU成功实现了卷积神经网络、残差CNN和循环神经网络，用于手写数字分类和情感识别等任务。
Keywords: IOPU, SPPU, phase modulation, energy efficiency, neural network
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2691
4. 多功能计算荧光自干涉全息显微镜
Multifunctional computational fluorescence self-interference holographic microscopy
Authors: Wenxue Zhang, Tianlong Man, Minghua Zhang, Hongqiang Zhou, Zenghua Liu, Yuhong Wan
Date: November 1, 2024
Abstract: 荧光自干涉全息显微镜利用几何相位透镜，能够从单个复值全息图实现宽视场、3D 荧光全息成像和边缘增强。实验结果表明，生物样本成像的分辨率和信噪比有所提高，证明了该方法的有效性。该方法简单易行，可与现有的光学显微镜装置兼容，增强了其在生物观察和工业缺陷检测中的实用性。
Keywords: Fluorescence microscopy, self-interference holographic microscopy, geometric phase lens, 3D fluorescence holographic imaging, signal-to-noise ratio
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2703
5. 强度传输微分相位对比成像：克服弱物体近似和匹配照明条件
Transport-of-intensity differential phase contrast imaging: defying weak object approximation and matched-illumination condition
Authors: Jingfan Wang, Xing Zhao, Yan Wang, Da Li
Date: November 1, 2024
Abstract: 本研究探讨了弱物体近似（WOA）在微分相位对比（DPC）中的适用性，并提出了一种降低照明数值孔径（NA）以恢复丢失的低频信息的方法。该方法利用强度传输方程和附加的散焦强度图像，克服了DPC的局限性，并能够在非匹配照明条件下对定制工件和微透镜阵列进行准确的定量表征。舌片和口腔上皮细胞的成功相位恢复凸显了该方法在各种无标记成像领域广泛应用的潜力，展示了其精确的定量能力和出色的测量性能。
Keywords: Quantitative phase imaging (QPI), differential phase contrast (DPC), weak object approximation (WOA), numerical aperture (NA), transport-of-intensity equation
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2712
6. 单次测量分数螺旋光束的 OAM 光谱
Measuring the OAM spectrum of a fractional helical beam in a single shot
Authors: Tushar Sarkar, Jiapeng Cai, Xiang Peng, Wenqi He
Date: November 1, 2024
Abstract: 我们提出并通过实验证明了一种新技术，使用单路干涉仪方案一次性测量分数螺旋光束的轨道角动量 (OAM) 谱。该技术结合了空间分割复用和偏振相移来记录多个相移干涉图，从而可以提取入射光束的相位分布。针对不同分数螺旋光束的模拟和实验验证了该方法的有效性，展示了其实时 OAM 谱表征的潜力。
Keywords: orbital angular momentum, fractional helical beam, single-path interferometer, space division multiplexing, polarization phase-shifting
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2726
7. 具有克尔非线性的双谐振腔中光的线性和非线性耦合
Linear and nonlinear coupling of light in twin-resonators with Kerr nonlinearity
Authors: Arghadeep Pal, Alekhya Ghosh, Shuangyou Zhang, Lewis Hill, Haochen Yan, Hao Zhang, Toby Bi, Abdullah Alabbadi, Pascal Del’Haye
Date: November 1, 2024
Abstract: 本研究利用允许两个高 Q 谐振器之间可控耦合的实验装置，研究了具有克尔非线性的双谐振器之间的耦合。在低输入功率下，观察到线性耦合引起的模式分裂，而在高输入功率下，自发对称性破缺 (SSB) 效应导致谐振器之间的光功率分布不均匀。这些发现得到了理论模型的支持，并为耦合谐振器系统在神经形态计算、量子系统和光频梳生成中的应用提供了宝贵的见解。
Keywords: nonlinear effects, microresonators, Kerr nonlinearity, mode splitting, spontaneous symmetry breaking
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2733
8. 使用来自 Sr 光钟的频率合成本振降低 Ca+ 和 Sr 光钟之间频率比测量中的统计噪声
Reducing statistical noise in frequency ratio measurement between Ca+ and Sr optical clocks with a frequency-synthesized local oscillator from a Sr optical clock
Authors: Haosen Shi, Bingkun Lu, Huaqing Zhang, Ruming Hu, Yuan Qian, Yao Huang, Tao Yang, Yuan Yao, Hongfu Yu, Zhanjun Fang, Kelin Gao, Hua Guan, Yige Lin, Yanyi Jiang, Longsheng Ma
Date: November 1, 2024
Abstract: 本研究重点研究了可移动Ca+光钟与Sr光晶格钟之间的光频率比测量，这对于精确测量和重新定义秒至关重要。研究人员通过从Sr光晶格钟合成Ca+钟的本振，成功将频率比测量中的统计噪声降低至2.2×10⁻¹⁵/√τ。与以前使用独立本振的测量相比，该方法将比对时间缩短了10倍。
Keywords: Optical frequency ratio, optical atomic clocks, statistical noise, frequency instability, probe time
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2741
9. 预测像素级光学编码：实现单次高动态范围运动物体识别
Predictive pixel-wise optical encoding: towards single-shot high dynamic range moving object recognition
Authors: Yutong He, Yu Liang, Honghao Huang, Chengyang Hu, Sigang Yang, Hongwei Chen
Date: October 31, 2024
Abstract: 传统的低动态范围 (LDR) 成像设备难以达到饱和度，而高动态范围 (HDR) 成像对于摄影和自动驾驶等应用至关重要，可实现 120 dB 的动态范围。所提出的框架 POE-VP 通过视频预测驱动的逐像素光学编码器实现单次拍摄 HDR 成像，识别准确率显著提高 5 倍以上，信息熵提高 200% 以上。POE-VP 捕获的数据大小比主流的多镜头方法小 67%，满足高速 HDR 成像的要求，证明了其在实时运动场景中的有效性。
Keywords: LDR, HDR, POE-VP, dynamic range, information entropy
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2524
10. 电注入 PT 对称激光器中的动态相变区域
Dynamic phase transition region in electrically injected PT-symmetric lasers
Authors: Yang Chen, Yufei Wang, Jingxuan Chen, Ting Fu, Guangliang Sun, Ziyuan Liao, Haiyang Ji, Yingqiu Dai, Wanhua Zheng
Date: October 31, 2024
Abstract: 本研究探讨了频率失谐和线宽增强因子对电注入宇称时间（PT）对称激光器中对称性破缺的影响，揭示了具有时间不稳定状态的动态相变区域。研究表明，异常点转变为多模振荡区域，其中相对相位和场振幅比表现出新的不稳定性现象。对几种结构的近场、远场和光谱特性的实验表征支持了理论模型，促进了对 PT 对称激光器的理解和实际应用。
Keywords: PT symmetry, exceptional points, dynamic phase transition, multimode oscillation, coupling strength
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2539
11. 有限尺寸范围内鲁棒的连续变量量子密钥分发
Robust continuous-variable quantum key distribution in the finite-size regime
Authors: Yuehan Xu, Tao Wang, Xiaojuan Liao, Yingming Zhou, Peng Huang, Guihua Zeng
Date: October 31, 2024
Abstract: 该研究提出了一种本振连续变量量子密钥分发（LLO CV-QKD）方案，结合时变参数估计应对有限尺寸效应和环境干扰挑战。实验装置模拟了信道湍流，在80公里的标准光纤上实现了0.29 Mbits/s的密钥速率。研究表明，数字信号处理方法的时间复杂度为O（1），为长距离现场测试实验奠定了基础。
Keywords: Quantum key distribution (QKD), continuous-variable QKD (CV-QKD), local local oscillator (LLO), secret key rate (SKR), signal-to-interference ratio (SIR)
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2549
12. 非线性波混合的时空光学摩天轮跨光谱传输
Trans-spectral transfer of spatio-temporal optical Ferris wheel with nonlinear wave mixing
Authors: Sandan Wang, Jinpeng Yuan, Lirong Wang, Liantuan Xiao, Suotang Jia
Date: October 31, 2024
Abstract: 本研究展示了时空光学摩天轮光束在非线性波混合中从776nm到420nm的跨光谱传输，并在780nm泵浦光下保持其特性。输出光束保持了相同的多瓣强度分布，转换精度达约98%。此研究为跨不同波段高效信息传输提供了新方法。
Keywords: Trans-spectral manipulation, spatio-temporal structured light, optical Ferris wheel beam, momentum conservation, high-dimensional quantum communication
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2559
13. 单片色散设计的中红外量子级联激光频率梳
Monolithic dispersion engineered mid-infrared quantum cascade laser frequency comb
Authors: Dapeng Wu, Yu Ma, Yongqiang Sun, Ruixin Huang, Jinchuan Zhang, Shuman Liu, Ning Zhuo, Shenqiang Zhai, Fengmin Cheng, Fengqi Liu, Quanyong Lu
Date: October 31, 2024
Abstract: 该研究开发了一种室温下工作的高功率量子级联激光频率梳，波长约4.6 μm，输出功率超过1瓦，电转换效率为7%。提出的单片多模波导设计降低了材料色散，实现了窄拍音线宽，为片上双梳光谱学的发展奠定了基础。
Keywords: Quantum cascade laser, frequency comb, dispersion engineering, molecular spectroscopy, waveguide
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2566
14. 利用具有自适应调制和带宽分配策略的微谐振器梳状激光源最大化光通信系统的传输容量
Maximizing transmission capacity in optical communication systems utilizing a microresonator comb laser source with adaptive modulation and bandwidth allocation strategies
Authors: Jun Hu, Wei Wang, Zhenyu Xie, Chengnian Liu, Fan Li, Daquan Yang
Date: October 31, 2024
Abstract: 本研究使用耗散克尔孤子微梳，并引入自适应调制和带宽分配策略，将频谱效率提升至2.31 bit·s−1·Hz−1，传输容量达10.68 Tbps。此方法为更高效的光通信系统提供了重要突破。
Keywords: Laser arrays, dissipative Kerr soliton microcombs, optical signal-to-noise ratio (OSNR), adaptive modulation, communication capacity
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2573
15. 光纤中的多模孤子：综述
Multimode solitons in optical fibers: a review
Authors: Yifan Sun, Pedro Parra-Rivas, Govind P. Agrawal, Tobias Hansson, Cristian Antonelli, Antonio Mecozzi, Fabio Mangini, Stefan Wabnitz
Date: October 31, 2024
Abstract: 本文综述了多模光纤中多模孤子的理论与实验进展，包括空间模式耦合和非线性薛定谔方程的应用。讨论了空分复用系统中的重要性，为未来研究提供了指导。
Keywords: Multimode solitons, multimode fibers, coupled mode equations, nonlinear Schrödinger equation, space-division multiplexed optical communication systems
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2581
16. 112 Gbps CMOS 兼容波导锗光电探测器，适用于 2 μm 波长带，响应率为 3.64 A/W
112 Gbps CMOS-compatible waveguide germanium photodetector for the 2 μm wavelength band with a 3.64 A/W response
Authors: Yupeng Zhu, Zhi Liu, Zhipeng Liu, Yiling Hu, Qinxing Huang, Yazhou Yang, Xiangquan Liu, Tao Men, Guangze Zhang, Jun Zheng, Yuhua Zuo, Buwen Cheng
Date: October 31, 2024
Abstract: 提出了一种非对称横向p-i-n结构的片上波导耦合锗光电探测器，在2μm波长下的响应度达3.64 A/W，最大带宽50 GHz，光接收速率112 Gbps，为2μm波段内性能领先的光电器件。
Keywords: 2 μm wavelength, photodetector, responsivity, bandwidth, optical receiving rate
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2633
17. 对苯二胺席夫碱：高荧光光稳定固态有机染料
Para-phenylenediamine Schiff base: highly fluorescent photostable solid-state organic dye
Authors: Hani Barhum, Mohammad Attrash, Inga Brice, Vyacheslav V. Kim, Cormac McDonnell, Mariam Amer, Madhat Matar, Janis Alnis, Toms Salgals, Ibrahim Yehia, Vjaceslavs Bobrovs, Rashid A. Ganeev, Pavel Ginzburg
Date: October 31, 2024
Abstract: 本研究通过合成对苯二胺席夫碱，探讨其在高强度荧光发射、非线性光学特性及其在高级光子应用中的潜力。荧光发射峰为560 nm，并表现出双光子吸收等非线性光学特性。
Keywords: Schiff bases, photonic applications, nonlinear optical properties, two-photon absorption, fluorescence emission
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2639
18. 单个变形微腔中连续介质中准束缚态的形成
Formation of quasi-bound states in the continuum in a single deformed microcavity
Authors: Shuai Liu, Bo-Han Wu, Jeffrey Huang, Zheshen Zhang
Date: October 31, 2024
Abstract: 研究了在回音壁模式光学微腔中通过边界变形形成准束缚态的机制，提出了提升光学微腔中Q因子的实用方法，为集成光子学、量子信息等领域提供了新思路。
Keywords: Microcavity, whispering-gallery modes, Q-factor, quasi-bound states, integrated photonics
Link: https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=prj-12-11-2649
