赫瑞瓦特大学实现光子学突破:用光控制光的时代来临
2026年5月,赫瑞-瓦特大学的科学家团队宣布实现了光子学研究领域的"世界首次"突破——成功使用光本身以超快速度控制电磁波的振荡方式。这项发表在《自然·光子学》杂志上的研究成果,标志着人类在光操控技术方面迈出了革命性的一步。 这项突破的核心在于对光偏振的精确控制。偏振是光的一个基本物理属性,决定光如何与各种材料发生相互作用,是光携带信息的重要载体。长期以来,光子学领域一直面临挑战:如何实现既具备足够响应速度,又拥有足够控制强度的偏振调控技术。赫瑞-瓦特大学的研究团队成功克服了这一长期存在的技术瓶颈。 研究团队设计了一个精巧的实验系统。他们使用一种由铝锌氧化物制成的透明薄膜作为核心材料。这种材料已被广泛应用于触摸屏设备和太阳能电池板。在常规条件下,这种材料的光学行为与普通玻璃相似。然而,研究人员开发了一种革命性的激活方法:将薄膜暴露于一个经过精密工程的超短光脉冲中,持续时间不到万亿分之一秒。 在这个极其短暂的时间窗口内,第二个光......阅读全文
物理所在微纳结构光学特性调控研究中取得系列进展
微纳光学结构依靠局域共振、电磁场增强、慢光效应等机制,可有效地调控光与物质(原子、分子、量子点、非线性材料等)的相互作用特性,其理念已广泛应用于光子集成、灵敏信号探测和识别、生化传感、超分辨显微成像、高效太阳能电池及发光器件、疾病诊断及治疗、环境监测等重要领域。相关研究的一个关键点是针对特定应用
二合一:量子点的突破同时结合了激光和LED的能力
洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员在利用胶体量子点技术开发高强度光发射器方面取得了重大进展,创造了具有前所未有的亮度水平的双功能设备。这一突破可能会影响各个领域,包括集成电子学、光子学和医疗诊断,并使功能性量子点激光二极管更接近现实。艺术家对胶体量子点(彩色六边形)从溶液(一滩液体)中投射到光栅(一组
光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴
拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点,也称为奇点,在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见,并在某些应用中起着重要作用。 近年来,探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域,微
科学家研制石墨烯调制器-可实现超快数据通讯
美国科学家使用石墨烯研制出了一款调制器,科学家表示,其能大幅提高数据包的传输速度,实现超快数据通讯。 加州大学伯克利分校教授、美国国家科学基金会纳米尺度科学和工程中心主任张翔(音译)领导的科研团队将石墨烯铺展在一个硅波导管的顶部,建造出了这款能打开或关闭光的光调制器(调制器是控
中科院科学家实现麦克斯韦妖式量子算法冷却
麦克斯韦妖式算法冷却原理抽象示意图 中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却,并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示了这种量子冷却方法的工作原理。这项
美制成兼具电学光学性质的光子晶体
据美国物理学家组织网7月24日报道,美国科学家研发出了一种新方法,改变了半导体的三维结构,使其在保持电学特性的同时拥有了新的光学性质,并据此研制出了首块光学电学性能都很活跃的新型光子晶体,为以后研制出新式太阳能电池、激光器、超材料等打开了大门。研究发表在最新一期《自然·材料学》杂志上。 光子晶
超连续谱白光激光器在生物光子学领域的应用
白光源被用于照明、解调、激发生物材料和化学物质等领域已经过了长达百年的时间。传统上,人们所使用的灯丝或气体放电灯,如今已被LED灯和其他白光源取代。然而,对于很多应用而言,这些光源的输出功率或带宽仍然是不够的。 单频激光器具有优异的光束质量和高功率特性,但它们本质上是单波长设备。要解决多个波长的问题
由单光子控制的全光晶体管问世
据物理学家组织网7月4日报道,美国麻省理工学院(MIT)电子研究实验室(RLE)、哈佛大学以及奥地利维也纳技术大学的科学家们在最新一期《科学》杂志撰文指出,他们研制出了一种由单个光子控制的全光开关,新的全光晶体管有望让传统计算机和量子计算机都受益。 新的全光开关的核心是一对高度反
中国科大实现百兆比特率量子密钥分发
中国科学技术大学潘建伟、徐飞虎等与上海微系统所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等单位的科研人员合作,通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术,首次在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发,实验结果将此前的成码率纪录提升一个数量级。该成果于3月14日在线发表于国际著名
中国科大实现多自由度超纠缠态的量子存储
中国科学技术大学教授、中国科学院院士郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在量子存储研究方向取得系列进展,该实验室教授史保森小组实现了两个存储单元之间的高维纠缠及多自由度的超纠缠,主要研究成果分别于10月21日和11月14日发表在国际光学期刊《光:科学与应用》[Light: Sci. & Appl
超构材料光子集成芯片研究再获新成果
“光”是世界上速度最快的信息载体,对光的捕获和操控,就成为人们孜孜追求的目标。南京大学物理学院刘辉教授所在的课题组,结合国家在光子集成方面的重大需求和超构材料国际前沿领域,在超构材料光子集成芯片研究方面率先提出纳米螺旋偏振器,用于调控光偏振信息;最早提出磁共振纳米波导,在纳米尺度下传递光信息;以
《自然》2016热点技术—精准光遗传学
《Nature Methods》盘点2015年度技术,选出了最受关注的技术成果:单粒子低温电子显微镜(cryo-EM)技术。 除此之外,也整理出了2016年最值得关注的几项技术,分别为:细胞内蛋白标记(Protein labeling in cells)、细胞核结构(Unraveling nuc
我国学者实现电泵浦片上集成高亮度纠缠量子光源
图 电泵浦偏振纠缠光子源封装示意图及TFLN光子芯片 在国家自然科学基金项目(批准号:T2125010, 62204238)等资助下,中国科学技术大学潘建伟教授、张强教授及其合作者,通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦、片上集成的高亮度偏振纠缠源,向集成化量子信息处理
中国科大32岁教授陈宇翱获菲涅尔奖
记者4月13日在合肥中国科技大学获悉,该校青年科学家、32岁的陈宇翱因在光子和冷原子的量子操纵以及在量子信息和量子模拟等领域中的杰出贡献,被授予2013年度菲涅尔奖,颁奖仪式将于5月14日在德国慕尼黑召开的2013年欧洲量子电子学与量子光学年会上举行。 菲涅尔奖由欧洲物理学会设立,以19世
全光控非互易微腔器件问世
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室在腔光力学研究领域取得新进展。该实验室董春华研究小组与博士后邹长铃首次在回音壁模式微腔内观测到基于腔光力体系的非互易光学特性,得到了全光控制的非互易微腔器件。该成果于8月22日在线发表于《自然—光子学》上。 该研究利用回音壁模式微腔内常见的光力相互作用,
科学家研制出微型“激子超透镜”
近日,中国科学院外籍院士张翔团队携手武汉大学教授刘晓泽团队、华南师范大学副研究员陈祖信团队等,在天然二维磁性半导体CrSBr领域取得重大突破。团队首次实验观测到由材料磁序介导的激子负折射现象,并依据此原理成功研制出可集成于芯片上的微型“激子超透镜”。相关成果发表于《自然-纳米技术》(Nature
量子点全光开关有望让光互联取代电子互联
据美国物理学家组织网6月30日报道,很多科学家一直希望能找到方法逃离由“电子”支配的计算系统,也提出了不少想法。日本和英国科学家最近则将宝压在使用垂直空腔内的量子点制成的全光开关上。他们认为,全光开关有望用于超快的光通信系统中,能帮助光互联取代目前计算机芯片之间传输数据的电子互联,
我所发表关于钙钛矿量子点的量子相干现象与动力学的综述文章
近日,我所化学动力学研究室光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员与朱井义副研究员团队受邀发表关于胶体钙钛矿量子点中的量子相干现象与动力学光学调控的综述文章。该综述系统总结了钙钛矿量子点在量子光源和自旋量子比特载体等领域取得的研究进展,详细论述了近期开展的光学测量与调控的原理与方案,并展望了基
美国光学学会会刊OPN封面报道中国集成光子学进展状况
美国光学学会(Optical Society of American)在今年9月出版的会刊OPN (Optical Photonics News)上封面报道了我国在集成光电子学领域所取得的进展和项目组织情况。其标题为“中国集成光子学研究(Integrated Photonics Resear
光和物质在空腔内发生强耦合作用
据美国每日科学网消息,英美科学家构造出一个高质量空腔来容纳一层超薄砷化镓,并通过一个磁场调谐砷化镓,使其同腔内特定状态的光发生共振,光和物质耦合在一起,形成了偏振子(Polariton),这些偏振子像一个整体那样行动。研究人员表示,这是他们迄今观察到的最强的光—物质耦合现象之一,有望促进量子计算
我国学者在黑磷中实现弗洛凯瞬时能带调控
图 利用超快时间分辨角分辨光电子能谱在黑磷中实现弗洛凯瞬时能带调控 在国家自然科学基金项目(批准号:11725418、12234011、11427903)等资助下,清华大学物理系周树云教授与合作者(清华大学段文晖教授、北京航空航天大学汤沛哲教授等)在周期场驱动的弗洛凯调控研究中取得进展。他们首次在
太赫兹光子学组件研究获重大突破
量子级联激光器(QCL)是一种在中长红外和太赫兹范围工作的半导体激光器。在QCL中,电子负责发射光子进入随后的量子阱中,由此一个电子可以产生几个光子,效率非常高。从一个量子阱到另一个量子阱的过渡称为“量子级联”。图 科技日报柏林9月1日电 (记者李山)近日,一个来自德国、意大利和英国的研究
《纳米快报》:一维半导体纳米结构光子学
在基金委青年基金、纳米重点项目和国家纳米测试基金及973课题的支持下,湖南大学纳米技术研究中心潘安练、邹炳锁教授等团队成员和北京大学、国家纳米中心以及德国马普研究所合作,在一维半导体纳米结构光子学的研究上取得了重大突破:首次正式提出了半导体一维纳米结构中光子输运的概念,建立光传播的理论模型,并在实验
2012纳米光子学国际研讨会在北京召开
2012纳米光子学国际研讨会会场 2月12日至14日,由中国科学院理化技术研究所中日先进光子学联合实验室主办的“2012纳米光子学国际研讨会”(International Symposium on NanoPhotonics 2012)在北京友谊宾馆召开。会议研讨的主题
20项入选!光学又一重要荣誉名单公布!
4月25日,首届光学前沿高峰论坛暨2020年度中国光学十大进展颁奖典礼在杭州市富阳区举行,量子纠缠光源、荧光成像、金属钠等离激元等10项基础研究,激光聚变、光学雷达远距离成像、光谱气体检测等10项应用研究成功入选“2020年中国光学十大进展”。 中国光学十大进展评委会主席、中科院上海光机所范滇
中国科大首次研制成功全光控制的非互易微腔器件
中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在腔光力学研究领域取得新进展。该实验室董春华研究小组与博士后邹长铃首次在回音壁模式微腔内观测到基于腔光力体系的非互易光学特性,得到了全光控制的非互易微腔器件。该成果于8月22日在线发表在《自然-光子学》上。 光在一般介质中
中国科大首次研制成功全光控制的非互易微腔器件
中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在腔光力学研究领域取得新进展。该实验室董春华研究小组与博士后邹长铃首次在回音壁模式微腔内观测到基于腔光力体系的非互易光学特性,得到了全光控制的非互易微腔器件。该成果于8月22日在线发表在《自然-光子学》上。 光在一般介质中
新皮米光子波能在硅半导体内传播
美国研究人员发现了新的皮米尺度波,这种波可以在硅等半导体中传播。研究人员指出,在半导体材料中使用皮米光子波有望催生新的功能性光学器件,应用于量子技术领域,相关研究发表于最新一期《物理评论应用》杂志。 最新研究由普渡大学电气和计算机工程副教授祖宾·雅各布博士领导,他说:“微观这个词源于微米,1微米
我国科学家实现百兆比特率量子密钥分发
日前,我国科学家通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术,在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发,实验结果将此前的成码率纪录提升一个数量级。此项成果由中国科学技术大学潘建伟院士、徐飞虎教授等与中科院上海微系统与信息技术研究所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等单
吉林大学研究团队在集成光子芯片领域取得重要进展
日前,吉林大学电子科学与工程学院超快光电技术研究团队在集成光子芯片领域取得重要进展,该研究成果以“Non-Abelian braiding on photonic chips”为题在线发表于《自然·光子学》(Nature Photonics (2022), doi.org/10.1038/s41