Наблюдение устойчивой субволновой фазовой сингулярности в хиральной среде

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего достигли долгожданного рубежа в фотонике: создали крошечные оптические устройства, которые одновременно являются высокочувствительными и долговечными — два качества, которые долгое время считались принципиально несовместимыми. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Photonics. Устройства основаны на субволновой фазовой сингулярности. Это происходит, когда свет ограничивается меньшим пространством, чем его собственная длина волны так, что он создает точку полной темноты, где интенсивность света падает до нуля, в то время как его фаза плавно продолжается в течение полного цикла. Эта сингулярность одновременно очень чувствительна к изменениям окружающей среды — что делает ее идеальной для сенсорных приложений.

16-я Валиевская международная конференция "Микро- и наноэлектроника — 2025"

6 октября 2025 г. — 10 октября 2025 г., срок заявок: 15 августа 2025 г. Россия, Ярославль (издание включено в: РИНЦ, Scopus, Перечень ВАК, eLibrary, DOI). Форма участия: очная. Язык информации: Русский. 16-я Валиевская Международная конференция "Микро- и наноэлектроника — 2025", включающая расширенные сессии "Физика поверхности и гетерограниц" и "Квантовые технологии", будет проводиться в очно-заочной форме 6-10 октября 2025 в главном корпусе ЯрГУ им. П.Г. Демидова, Ярославль, Россия.

Новаторский спектрометр для рентгеновского излучения с высокой энергией фотонов

Исследователи из European XFEL разработали новое устройство для рентгеновских измерений при высоких энергиях фотонов — спектрометр Лауэ. Он позволяет обнаруживать рентгеновский свет с энергией фотонов более 15 килоэлектронвольт с улучшенной эффективностью и высочайшей точностью. Это важно для исследования технически значимых материалов, которые, например, транспортируют электричество без потерь или обеспечивают более эффективное протекание химических процессов. Результаты опубликованы в журнале Journal of Synchrotron Radiation.

Новый датчик обеспечивает более точный анализ дыхания для клинической диагностики

Исследовательская группа под руководством профессора Чжан Чжижуна из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала новый датчик, который позволяет одновременно и с высокой чувствительностью обнаруживать несколько стабильных тяжелых изотопов в выдыхаемом углекислом газе (CO₂). Результаты были опубликованы в журнале Analytical Chemistry.

Компактное оптическое устройство обеспечивает сверхвысокое разрешение изображения за пределами дифракционного предела

Исследователи из Китайского университета науки и технологий (USTC) представили планарное оптическое устройство, которое значительно расширяет возможности темнопольной микроскопии, достигая сверхразрешения изображения за пределами дифракционного предела. Работа была проведена под руководством профессора Чжан Доуго и опубликована в Трудах Национальной академии наук. Учёными представлено планарное фотонное устройство, которое объединяет рассеивающий слой, одномерный фотонный кристалл (1DPC) и металлическую пленку для создания спекл-структур темного поля. Это компактное устройство можно легко интегрировать в обычные микроскопы, устраняя необходимость в сложных оптических системах или точной настройке. Ключевое новшество заключается в использовании 1DPC, который действует как фильтр импульсного пространства для создания полых конусов спекл-шаблонов. Эти шаблоны служат источником освещения, позволяя получать высококонтрастные изображения с 1,55-кратным улучшением пространственного разрешения по сравнению с традиционными методами.

Электрооптические полости для измерения полей полостей на месте

Исследователи разработали новую экспериментальную платформу для измерения электрических полей света, захваченного между двумя зеркалами, с точностью до одного цикла. Эти электрооптические резонаторы Фабри-Перо позволят осуществлять точный контроль и наблюдение за взаимодействием света и материи, особенно в терагерцовом (ТГц) спектральном диапазоне. Работа опубликована в журнале Light: Science & Applications. Учёные представляют кафедру физической химии Института Фрица Габера Общества Макса Планка и Институт радиационной физики Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф.

Квантовый холодильник с термическим приводом автономно сбрасывает сверхпроводящий кубит

Учёные из Технологического университета Чалмерса (Швеция) и Университета Мэриленда (США) разработали новый тип холодильника, который может автономно охлаждать сверхпроводящие кубиты для записи низких температур, открывая путь для более надежных квантовых вычислений. Устройство описано в статье журнала Nature Physics. Квантовый холодильник основан на сверхпроводящих схемах и питается от тепла из окружающей среды. Он может охлаждать целевой кубит до 22 милликельвинов без внешнего управления. Учёные смогли увеличить вероятность того, что кубит будет находиться в основном состоянии перед вычислением, до 99,97%, что значительно лучше, чем то, чего могли достичь предыдущие методы, то есть между 99,8 и 99,92%. Разница небольшая, но при выполнении нескольких вычислений она приводит к значительному повышению производительности.

Оптические скирмионы из метаволокон с субволновыми характеристиками

Существующие методы генерации оптических скирмионов обычно требуют громоздких и сложных установок пространственной модуляции света, что ограничивает их масштабируемость и практическое применение. Существующие методы генерации ограничены оптическими ближними полями, что делает сложным обнаружение скирмионов, а распространение в свободном пространстве на большие расстояния практически невозможным. Учёные разработали гибкое метаволоконное устройство, способное генерировать оптические скирмионы с настраиваемыми топологическими текстурами и беспрецедентными характеристиками субволновой поляризации. Эта метаволоконная платформа включает метаструктуры непосредственно на кончиках волокна, что позволяет создавать структурированные световые поля с точно настраиваемыми топологическими характеристиками. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. В будущих работах могут быть изучены дополнительные функциональные возможности, такие как спиновые скирмионы и реконфигурируемые метаповерхности, основанные на фазовом изменении или двумерных материалах, что еще больше расширит сферу применения топологически спроектированных световых полей.

Вынужденное рассеяние Бриллюэна на кристалле посредством поверхностных акустических волн

Группа исследователей впервые успешно применила лазеры для генерации направленных звуковых волн на поверхности микрочипа. Эти акустические волны, подобные поверхностным волнам, возникающим во время землетрясения, распространяются по чипу на частотах, почти в миллиард раз превышающих частоты, встречающиеся при землетрясениях. Удерживая звуковую волну на поверхности чипа, легче взаимодействовать с окружающей средой, что делает этот чип идеальным кандидатом для передовых сенсорных технологий. Результаты опубликованы в журнале APL Photonics. Метод, используемый исследователями, известен как вынужденное рассеяние Бриллюэна (ВРМБ). Это создается за счет расширенной петли обратной связи между фотонами (светом) и фононами (звуком). Когда свет движется вокруг чипа или оптического волокна, он создает звуковые вибрации. Раньше это считалось помехой в оптической связи, но затем ученые поняли, что могут объединить и усилить эту вибрацию как новый способ передачи и обработки информации. Процесс обратной связи позволяет световым волнам (обычно создаваемым лазерами) и звуковым волнам «сцепляться», увеличивая силу этого эффекта (обратной связи). Исследователи ожидают, что вынужденное рассеяние Бриллюэна найдет применение в сетях 5G/6G и широкополосных сетях, датчиках, спутниковой связи, радиолокационных системах, системах обороны и даже в радиоастрономии.

Новый квантовый лидар обеспечивает высокочувствительное обнаружение ветра на расстоянии 16 км

Исследовательская группа предложила теорию лидара для измерения ветра, основанную на квантовой интерференции с повышающим преобразованием, и успешно разработала прототип. Их работа опубликована в журнале ACS Photonics. Учёные предложили теорию использования HOM-интерференции и квантового стирания высокого порядка для демонстрации явлений квантовой интерференции с независимыми фотонами из разных источников света. HOM-интерференция — это квантовое оптическое явление, при котором интерференция возникает между двумя фотонами, даже если они не сосуществуют, демонстрируя корреляции. Квантовое стирание — это квантовомеханический процесс, который может устранить или восстановить квантовую запутанность между двумя фотонами, манипулируя дополнительными фотонами. Результаты показали, что эта квантовая лидарная система может записывать оптические сигналы в полосе пропускания более 17 ГГц (что соответствует 13 км/с) с частотой дискретизации МГц, решая проблемы с высокой частотой дискретизации и большими проблемами хранения данных для слабых сигналов при непрерывном обнаружении сверхбыстрых целей. Кроме того, в полевых экспериментах квантовая интерференционная лидарная система достигла обнаружения поля ветра на горизонтальном расстоянии 16 км с энергией 70 мкДж, улучшив чувствительность обнаружения в 7 раз по сравнению с существующими лидарными системами, с постоянством обнаружения поля ветра R² = 0,997.