Пикосекундное расширение в LaAlO₂, резонансно управляемое инфракрасно-активными фононами

Облучая синтетическую тонкую пленку (алюминат лантана) сверхбыстрыми импульсами низкочастотного инфракрасного света, учёные заставили ее атомарно расширяться и сжиматься миллиарды раз в секунду — это "дыхание", вызванное деформацией, можно использовать для быстрого включения и выключения электронных, магнитных или оптических свойств материала. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Растяжение и сжатие материала для создания деформации является распространенным методом управления его свойствами, однако использование света для этой цели изучено меньше.

Сверхбыстрое разделение поляризации и деформации в сегнетоэлектрике BaTiO₃

Международная группа исследователей под руководством Ле Фыонг Хоанга и Джузеппе Меркурио из European XFEL открыла новый способ чрезвычайно быстрого и точного управления свойствами сегнетоэлектрических материалов с помощью света. Учёные продемонстрировали, что поляризация может изменяться независимо от искажения решётки, с которым она обычно тесно связана. До сих пор такое разделение существовало лишь в теории и никогда не наблюдалось экспериментально. Этот процесс стал возможен благодаря сверхкоротким высокоэнергетическим лазерным импульсам, возбуждающим электроны в материале. Это позволило учёным изменять поляризацию чрезвычайно быстро — менее чем за одну триллионную долю секунды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Высокоэффективная векторная голография на основе сверхтонких метаповерхностей

Традиционные голографические системы требуют громоздких оптических установок и интерференционных экспериментов, что делает их непрактичными для компактных или интегрированных устройств. Вычислительные методы, такие как алгоритм Герхберга–Сакстона (GS), упростили проектирование голограмм, исключив необходимость в физических интерференционных картинах, но эти подходы позволяют получать скалярные голограммы с равномерной поляризацией, что ограничивает объём кодируемой информации. Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи из Гонконгского университета науки и технологий, Университета Фудань и Гонконгского университета разработали универсальную стратегию векторной голографии — голограмм, кодирующих как интенсивность, так и поляризацию, с использованием сверхтонких метаповерхностей. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, этот метод работает при произвольной поляризации падающего света и позволяет генерировать сложные изображения с пространственно меняющимися состояниями поляризации, что значительно расширяет информационную емкость голограмм.

Нанофотонные квантовые скирмионы, создаваемые квантовой электродинамикой полупроводниковых резонаторов

Учёные из Университета Сунь Ятсена и Тяньцзиньского университета сообщили о первой экспериментальной реализации однофотонных квантовых скирмионов в системе квантовой электродинамики с резонатором полупроводника. Статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для изучения квантовых взаимодействий света с материей, а также внести вклад в развитие фотонных квантовых устройств.

В гипсе обнаружено новое поведение света

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances учеными из Национального института графена при Манчестерском университете и Университета Овьедо, выявило ранее невиданное поведение света в гипсе. В двумерной форме материала был обнаружен редкий тип волн, известный как сдвиговой фононный поляритон. В тонких пленках гипса эти волны претерпевают топологический переход от гиперболического к эллиптическому поведению, проходя через уникальное канализированное состояние. Это позволяет регулировать распространение света через материал.

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.

Новое лазерное устройство высокого разрешения считывает текст размером в миллиметр на расстоянии в милю

Согласно исследованию, опубликованному в Physical Review Letters, разработанная установка включает в себя несколько лазерных излучателей, которые позволяют получать изображения сверхвысокого разрешения объектов размером до миллиметров с расстояния 1,36 км (0,85 мили) в условиях городской среды. Устройство успешно получает изображения физических целей в форме букв размером 8×9 мм с шириной букв 1,5 мм, расположенных на дальнем конце диапазона визуализации.

Когерентная квантовая связь на большие расстояния в развернутых телекоммуникационных сетях

Учёные из Германии описали подход, позволяющий распространять квантовую информацию по оптоволоконным кабелям без необходимости криогенного охлаждения. Система использует когерентное распределение квантовых ключей с двойным полем, что облегчает передачу защищенной информации на большие расстояния. Квантовая коммуникационная сеть была развернута в трех телекоммуникационных центрах обработки данных в Германии (Франкфурт, Кель и Кирхфельд), соединенных 254 км коммерческого оптоволокна — это новый рекорд расстояния для реального и практического распределения квантовых ключей. Работа опубликована в журнале Nature.

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.

Запутывание фотонов ближнего поля в полном угловом моменте

В работе, опубликованной в журнале Nature, учёные из Техниона под руководством аспиранта Амита Кама и доктора Шаи Цессеса обнаружили, что возможно запутывание фотонов в наносистемах, размер которых составляет одну тысячную часть размера волоса, но запутывание осуществляется не за счет обычных свойств фотона, таких как спин или траектория, а только за счет полного углового момента.