Достигнут режим квантовой оптомеханики при комнатной температуре

В области квантовой механики способность наблюдать и контролировать квантовые явления при комнатной температуре долгое время была недостижимой, особенно в больших или макроскопических масштабах. Традиционно такие наблюдения ограничивались средами, близкими к абсолютному нулю, где квантовые эффекты легче обнаружить. Новаторская работа объединяет квантовую физику и машиностроение для достижения контроля над квантовыми явлениями при комнатной температуре. В экспериментальной установке учёные создали сверхмалошумящую оптико-механическую систему, где свет и механическое движение взаимосвязаны, что позволяет им с высокой точностью изучать и манипулировать тем, как свет влияет на движущиеся объекты.

Спиральная диоптрия: линзы произвольной формы с улучшенным мультифокальным поведением

Разработана линза спиралевидной формы, которая сохраняет четкую фокусировку на разных расстояниях (сохраняет мультифокальность независимо от размера зрачка) и в различных условиях освещенности. Спиралевидные элементы расположены таким образом, что создается множество отдельных точек фокусировки — как если бы несколько объективов были в одном. Это позволяет четко видеть на различных расстояниях. Линза включает в себя элементы, необходимые для создания оптического вихря непосредственно на ее поверхности. Оптические вихри можно модифицировать, регулируя топологический заряд, который представляет собой количество витков вокруг оптической оси. Добровольцы, использующие линзы, также сообщили о заметном улучшении остроты зрения на различных расстояниях и в условиях освещения.

Компактный и эффективный сканирующий микроскоп с фотонным разрешением

Разработан компактный и эффективный микроскоп ISM (сканирующая микроскопия изображений), оснащенный матричным детектором однофотонных лавинных диодов (SPAD), способным обеспечивать структурные и функциональные изображения с высоким разрешением в единой архитектуре. Исследование опубликовано в журнале Advanced Photonics. Матричный детектор SPAD состоит из 25 независимых диодов, расположенных в квадратной сетке. Небольшой размер и асинхронное считывание позволяют быстро обнаруживать падающие фотоны флуоресценции. Схема сбора данных, основанная на методе цифровой частотной области (DFD), представляет собой метод гетеродинной выборки, который позволяет строить гистограмму затухания флуоресценции с временным разрешением до 400 пс, что подходит для большинства приложений флуоресцентной визуализации.

Генерация мощных оптических вихрей с помощью лазерного генератора на тонком диске

Экспериментальную установку можно разделить на две части: вихревой генератор с тонким диском, который используется для генерации вихревого света с высокой выходной мощностью, и интерферометр Маха-Цендера, который используется для обнаружения спиральных фазовых характеристик. Изменяя положение устойчивой области резонатора, можно регулировать размер лазерного пятна основной моды на диске. В этом случае усиление каждого режима порядка можно контролировать. В эксперименте режим Лагерра Гаусса (LG) первого порядка контролировался так, чтобы иметь самый низкий порог колебаний, который доминировал над колебаниями в резонаторе и достигал высокой выходной мощности. Чтобы добиться контроля хиральных свойств, в полость была добавлена пластина из плавленого кварца с покрытием, чтобы разрушить симметрию пропускания положительного и отрицательного хирального вихревого света, что позволило контролировать хиральные свойства путем настройки угла пластины.

Эффективная численная программа для изучения рассеяния света на наноуровне

Мультипольное разложение — мощный инструмент, широко используемый для анализа рассеяния света как одиночной наночастицей, так и периодическими массивами наноструктур. Этот инструмент позволяет нам исследовать физику необычного поведения света, такого как направленное рассеяние, идеальное отражение и пропускание, анапольные эффекты и многое другое. Кроме того, мы можем использовать этот инструмент для разработки новых нанофотонных устройств, таких как метаповерхности и плазмонные массивы для манипулирования светом. Численное интегрирование играет решающую роль в мультипольном разложении и может выполняться с использованием методов поверхностного или объемного интеграла. Исследователи внедрили в программу методы Лебедева и квадратуры Гаусса, что значительно повысило точность и эффективность вычисления интегралов.

Источник микрогребенчатого плоского солитона

Технология, связанная с оптическими чипами, — это неизбежный путь к сохранению действия закона Мура, который стал консенсусом научных кругов и промышленности; он может эффективно решить проблемы скорости и энергопотребления электронных чипов. Ожидается, что эта технология разрушит будущее интеллектуальных вычислений и сверхскоростной оптической связи. Группа технологического университета в Сингапуре добилась прогресса в области многоволновых источников света на плоских листах. Был разработан оптический микрорезонаторный чип с плоским, широким спектром и почти нулевой дисперсией. Эффективная упаковала чипа с возможностью краевой связи дала потери менее 1 дБ.

Синхронизация фаз скручивания в двумерных материалах

Группа китайских исследователей использовала новую теорию, чтобы изобрести новый тип ультратонкого оптического кристалла с высокой энергоэффективностью, заложив основу для лазерных технологий следующего поколения. Созданный твист-нитрид бора (TBN) толщиной микрона является самым тонким оптическим кристаллом, известным в настоящее время в мире. По сравнению с традиционными кристаллами той же толщины его энергоэффективность повышена в 100–10 000 раз. "то достижение является оригинальной инновацией Китая в теории оптических кристаллов и создало новую область создания оптических кристаллов из двумерных тонкопленочных материалов легких элементов. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Нелокальные скирмионы как топологически устойчивые квантово-запутанные состояния света

Физики демонстрируют, что квантовая запутанность и топология неразрывно связаны между собой. Впервые продемонстрирована способность возмущать пары пространственно разделенных, но связанных между собой квантово-запутанных частиц без изменения их общих свойств. Учёные, запутав два одинаковых фотона и настроив их общую волновую функцию таким образом, что их топология или структура становятся очевидными только тогда, когда фотоны рассматриваются как единое целое, установили связь между этими фотонами посредством квантовой запутанности. Исследование было опубликовано в журнале Nature Photonics 8 января 2024 года.

Лазерно-индуцированное позиционное и химическое переупорядочение решетки, генерирующее ферромагнетизм

Чтобы намагнитить железный гвоздь, нужно просто несколько раз провести по его поверхности стержневым магнитом. Однако существует гораздо более необычный метод: группа специалистов под руководством Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) некоторое время назад обнаружила, что определенный сплав железа можно намагничивать ультракороткими лазерными импульсами. Исследователи объединились с Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) для дальнейшего изучения этого процесса. Обнаружено, что это явление происходит и с материалами другого класса, что значительно расширяет потенциальные перспективы применения. Рабочая группа представляет свои выводы в журнале Advanced Functional Materials.

Когерентный двухфотонный лидар с некогерентным светом

В отличие от традиционного когерентного лидара, где время когерентности является ограничивающим фактором, интерференционные полосы второго порядка в когерентном двухфотонном лидаре остаются незатронутыми коротким временем когерентности источника света, определяемым его спектральной полосой пропускания. Новое исследование показывает, что когерентный двухфотонный лидар устойчив к турбулентности и окружающему шуму, что знаменует собой значительный шаг вперед в применимости технологии лидар в сложных условиях.