Electro-optic modulator based on Vanadium dioxide epsilon-near-zero vertical nanowire triple-cavity in Silicon Waveguide
我们提出了一种电光调制器，利用一个阵列的二氧化钒纳米棒工作在近场制度作为有源开关材料集成在硅波导。该调制器利用二氧化钒的绝缘体到金属的转变，以实现19.7 dB/微米的稳健调制深度，具有宽工作波长。使用模拟，我们演示了如何有效的超材料的介电常数可以通过改变纳米棒的几何形状调整到一个接近零的值。本文还提出了一种新颖的六边形阵列设计，实现了低插入损耗，同时保持了较强的调制深度。研究结果为设计具有高工作频率和低插入损耗的超紧凑型调制器提供了参考。
2022-03-02 physics.app-ph physics.optics
2D Addressable Mid-infrared Metasurface Spatial Light Modulator
针对2D电可寻址超表面受限的问题，提出基于相变材料集成的2D架构，结合代工工艺与硅二极管选择器，实现了首个透射式中红外空间光调制器，为大面积独立可调像素超表面提供兼容路径。
2025-11-05 physics.optics
Programmable Spectral Filter Arrays using Phase Spatial Light Modulator
Rice University（莱斯大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Sony Group Corporation（索尼集团公司）
可以使用液晶空间光调制器（SLM）来实现空间变化的光谱调制，因为它提供了液晶单元的阵列，每个液晶单元可以用作可编程光谱滤波器阵列。然而，这样的光学设置由于非预期的相位调制而遭受强光学像差，从而排除了高空间分辨率下的光谱调制。在这项工作中，我们提出了一种新的计算方法的实际实施的相位SLM实现空间变化的光谱滤波器。我们提供了一个仔细和系统的分析所产生的相位SLM空间变化的光谱调制的目的的像差。分析自然会引导我们找到一组“好图案”，使光学像差最小化。然后，我们训练一个克服任何残余像差的深度网络，从而实现高空间分辨率的理想光谱调制。我们展示了一些独特的操作点与我们的原型，包括动态光谱过滤，材料分类，单和多图像高光谱成像。
2022-12-12 cs.CV eess.IV physics.optics
Designing a new spatial light modulator for holographic photostimulation
在全息光刺激社区对速度和视野的需求的驱动下，我们设计、构建并测试了具有1536x1536正方形像素阵列和高压LC驱动的硅基液晶（LCoS）空间光调制器（SLM）。我们讨论了使MacroSLM成为可能的一些工程工作，包括用于处理巨大数据速率的定制FPGA板，用于最小化滚降和串扰的大像素尺寸，以及用于处理高压控制和高功率激光照明的热效应的温度控制。我们还设计了一个FPGA实现的方法来提高液晶切换速度，使我们能够克服重大的数据瓶颈，限制帧速率的大型阵列。我们展示了在1064 nm工作波长下的500 Hz全息图到全息图的速度，并讨论了这些速度和阵列尺寸所实现的新科学。
2019-08-23 physics.ins-det physics.optics
A full degree-of-freedom photonic crystal spatial light modulator
利用光场的全部复杂性需要完全控制空间和时间区域内的所有自由度-这是当今空间光调制器（SLM），有源超表面和光学相控阵列的开放目标。在这里，我们解决了这一挑战与可编程光子晶体腔阵列，使四个关键的进步：（i）通过反向设计与高精细度微腔的接近统一的垂直耦合，（ii）通过优化的300 mm全晶片处理的可缩放制造，（iii）使用自动闭环“全息微调”的皮米精度谐振对准，以及（iv）通过高速微LED阵列的面外腔控制。结合每一个，我们展示了近完整的时空控制的64谐振器，二维SLM与纳秒和毫微微焦耳级开关。同时操作的波长尺度模式附近的空间和时间带宽的限制，这项工作开辟了一个新的制度的可编程性在多模光学控制的基本限制。
2022-04-21 physics.optics quant-ph
Random scattering and alternating projection optimization for active phase control of a laser beam array
一小部分的激光束阵列，其未知的相位关系必须设置为规定的值，发射到随机传输的散射介质。所得到的输出散斑图案由测量局部光强度的光电二极管阵列采样。该数据馈送一个创新的优化过程，控制相位调制器阵列。光-数值环路的几次迭代导致在任何期望的波前上的有效和快速的相位锁定。
2019-05-22 physics.optics
Performance Improvement of True Time Delay Based Centralized Beamforming Control with the Modulation Instability Phenomenon for Wireless-Array Antennas
本研究利用调制不稳定性（MI）提升5G调制器性能，同时研发基于MI光纤调制频率梳的放大式真时延微波光子波束成形位控系统，实现广覆盖相控阵天线的宽带无波束斜视波束导向。
2023-10-19 physics.app-ph physics.optics
Electronic-Photonic Interface for Multiuser Optical Wireless Communication
该研究展示了用于多用户光无线通信的电子-光子接口，通过多光束光学相控阵和单片集成调制器实现高速并行传输，并首次完成系统级演示。
2025-10-15 physics.optics
High Light-Efficiency Holographic Tomographic Volumetric Additive Manufacturing using a MEMS-based Phase-only Light Modulator
本文提出首个基于MEMS纯相位光调制器的全息体积增材制造平台，相比振幅编码将激光功率效率提升70倍，并结合散斑抑制方法实现从微米到厘米尺度的数字控制打印。
2025-06-03 physics.optics
Rapid phase calibration and increased efficiency of a spatial light modulator using novel phase masks and an iterative algorithm
提出了一种改进的反射式空间光调制器（SLM）干涉相位标定方法。我们通过使用迭代傅里叶变换算法（IFTA）生成优化的相位掩模，并证明它们与18个$\%$相比，在查找表（LUT）中的全局线性校正效率更高。此外，我们还在查找表中实现了全局线性校正，并相应地修改了闪耀光栅的相位编码，以提高我们的相位限制SLM的效率。在这个过程中，我们明确地确定了我们的SLM的实际最大相位摆度，这为用户提供了一个配方，以验证供应商的规格。除了获得具有高均匀性（约90 $\%$）的一维/二维斑点阵列使用IFTA，我们的结果证实了使用迭代算法，以提高相位限制SLM的效率。最后，我们的方法使三倍更快的相位测量，并尽我们所知，是第一次努力实现快速相位特性的SLM使用干涉测量，可以有非常有用的应用程序中的设置，往往需要更快的相位校准。
2018-11-08 physics.optics
Accurate modeling of the fringing field effect in liquid crystal based spatial light modulators
基于液晶的空间光调制器由于其以非常高的空间分辨率连续调制光场的相位的能力而广泛用于应用光学中。这些器件中的一个常见问题是像素串扰，也称为边缘场效应，其导致这些器件的响应偏离理想行为。这种边缘效应降低了空间光调制器的性能，并且被示出为引起正衍射级和负衍射级之间的衍射效率的不对称。我们使用模拟的导演分布再现二元和闪耀光栅的衍射效率测量。为了克服这些性能上的限制，利用对液晶层中指向矢分布的模拟来开发一种快速精确的模型来计算空间光调制器的相位响应。为了补偿边缘场效应，我们在相位恢复算法中实现了该模型，并计算了对应于规则光斑图案的相位轮廓作为一般示例。与不考虑边缘场效应的计算相比，这种方法能够显著提高光斑均匀性。此外，模拟和测量了不同取向的空间光调制器的各种简单的相位图案的偏振转换效率。我们发现，对于取向层上的液晶分子位于光束入射平面内的设置，偏振转换具有最小的影响。
2019-05-30 physics.optics
2D material platform for overcoming the amplitude-phase tradeoff in ring modulators
紧凑、高速电光相位调制器在各种大规模应用中发挥着至关重要的作用，包括相控阵列、量子和神经网络以及光通信链路。传统的相位调制器受到器件长度和光学损耗之间的基本折衷的影响，这限制了它们的缩放能力。高精细度环形谐振器传统上被用作紧凑的强度调制器，但是由于与相位变化相关联的高插入损耗，它们用于相位调制的用途受到限制。在这里，我们表明，高精细度谐振器可以实现强的相位变化与低插入损耗的折射率的实部和虚部的同时调制，在相同的程度上，即$\frac{Δn}{Δk} \sim 1$。为了实现这一策略，我们利用了一个混合平台，该平台将低损耗SiN环形谐振器与电吸收石墨烯（Gr）和电折射WSe $_2$相结合。我们实现了相位调制效率（$V_{\fracπ{2}} \cdot L_{\fracπ{2}}$）为0.045 V $\cdot$ cm，具有插入损耗对于$\fracπ{2}$弧度的相位变化，IL $_{\fracπ{2}}$为4.7 dB，在25 μ m长$μ$ Gr-Al $_2$ O $_3$ -WSe $_2$中电容器，其嵌入在半径为50 $μ$ m的SiN环上。我们发现我们的Gr-Al $_2$ O $_3$ -WSe $_2$电容器可以支持14.9 $\pm$ 0.1 GHz的电光带宽。我们进一步表明，我们的SiN-2D平台的$V_{\fracπ{2}} \cdot L_{\fracπ{…
2022-12-02 physics.optics
Gallium Arsenide Optical Phased Array Photonic Integrated Circuit
本研究在砷化镓光子集成电路平台上以低复杂度工艺制备16通道光学相控阵，验证了其波束扫描性能，并实现了低功耗、高带宽的相位调制效果。
2023-04-06 physics.app-ph physics.optics
Fast and light-efficient wavefront shaping with a MEMS phase-only light modulator
本文测试了一种融合液晶SLM高效率与DMD快速切换的MEMS纯相位光调制器（PLM），演示了任意图案投影、像差校正及1.44 kHz高速多模光纤波前整形，并公开了C++控制软件库。
2024-09-02 physics.optics
Optical vortex array in spatially varying lattice
我们提出了一种实验方法的基础上修改多光束干涉的方法来产生一个光学涡旋阵列排列在空间变化的晶格。该方法包括两个步骤，即：通过使用二维积分相位梯度计算的一致性相位掩模的数值合成和在光学4f傅里叶滤波装置中利用仅相位空间光调制器产生的相位掩模的实验实现。这种方法能够独立地改变涡格的取向和周期。作为工作的例子，我们提供了各种空间变化的光学涡旋晶格的实验演示。我们进一步证实了光学涡旋的存在，形成的叉形条纹。这种晶格可以在尺寸依赖的捕获、分选、操纵和光子晶体中找到应用。
2015-12-16 physics.optics
Generation and characterization of an array of Airy-vortex beams
我们提出的实验产生和分析的强度和相位的光学涡旋光束起源于叠加的艾里涡旋光束。提出了一种新的理论方案，即由N个对称的艾里涡旋光束（AiVBs）叠加形成AiVBs阵列，其中每个光束与OV叠加，并且具有相同的拓扑荷l.此外，一个单一的实验装置，使光学生成和重建的计算机生成的全息图上实现的空间光调制器和其相位分析的数字全息。实验结果与理论预测一致。该阵列在光镊、光通信调制、光学计量等光学和光子学领域具有广泛的应用前景。
2019-09-11 physics.optics
TiN-GST-TiN All-Optical Reflection Modulator for 2 $μ$m Waveband Reaching 85% Efficiency
在这项研究中，我们提出了一个全光反射调制器2 $μ$米通信波段利用纳米齿轮阵列超颖表面和相变材料Ge $_2$ Sb $_2$ Te $_5$（GST）。该结构的反射率可以通过采用光学刺激改变GST的相位来操纵。本文详细介绍了GST的光学和光热建模技术。数值研究表明，随着GST开关状态的不同，亚结构表现出从$\sim$ 99%的吸收到与工作光很弱的相互作用的显著变化，最终调制深度为85%，插入损耗仅为0. 58 dB。由于光学响应的显著差异，我们可以证明28 dB的高消光比和49的值得称赞的FOM，这是迄今为止该波长窗口中最好的调制性能。此外，在相变期间的反射率的实时跟踪表明高速切换在sub-nJ的数量级上每循环消耗低能量。因此，考虑到其整体性能，该器件将成为即将到来的2 $μ$ m通信技术的光调制器的范例。
2022-10-30 physics.app-ph physics.optics
Co-design of Silicon Microring Modulator beyond 200 Gb/s per Lane: Device Physics, Operating Point, and Compact Models for Scale-Up and Scale-Out Optical I/O
Hewlett Packard Labs, Hewlett Packard Enterprise（惠普实验室，惠普企业）；Department of Electrical and Computer Engineering, Texas A&M University（德克萨斯农工大学电气与计算机工程系）
本文针对200 Gb/s以上硅微环调制器，分析器件物理与工作点，提出协同设计方法及紧凑模型，用于扩展和横向扩展光I/O，以降低DSP功耗。
2026-09-30 physics.optics
A Lateral MOS-Capacitor Enabled ITO Mach-Zehnder Modulator for Beam Steering
在这里，我们实验证明了氧化铟锡（ITO）马赫-曾德尔干涉仪异质集成在硅光子。移相器部分实现在一个新的横向MOS配置，这是由于有利的静电重叠，导致有效的调制（VπL = 63 Vum）。这是通过（i）选择强折射率变化材料（ITO）和（ii）改善由静电场线验证的场重叠来实现的。此外，我们表明，该平台作为端射硅光子光学相控阵列（OPA）中的构建块，波导内具有半波长间距，具有预期的性能，包括窄主波束瓣（<3°）和>10 dB的旁瓣抑制，同时静电操纵发射轮廓高达± 80°，如果进一步设计，不仅可以在LiDAR系统中实现纳秒级快速光束控制能力，还可以在全息显示、自由空间光通信和光开关中实现。
2019-11-01 physics.app-ph physics.optics
Photonic topological phase transition on demand
按需，拓扑非平凡和平凡的光子态之间的切换相变进行了演示。具体地说，它示出的热加热器阵列内的耦合环谐振器的2D阵列的集成，使无与伦比的控制拓扑保护的光子模式。重要的是，对空间相位调制的辅助控制开辟了一种沿着生成的虚拟边界引导拓扑保护边缘模式的方法。所提出的方法可以导致实际实现的拓扑相变在许多光子应用，包括拓扑保护的光子存储器/逻辑器件，鲁棒的光调制器，和开关。
2019-03-24 physics.optics
Optical phased array using phase-controlled optical frequency comb
本文提出一种利用相位控制光学频率梳的新型光学相控阵，通过控制梳齿的两个射频频率之比实现超短脉冲宽带波前控制，并实验验证了宽带光学点扫描与环境波动抑制。
2024-05-05 physics.optics
Active terahertz modulator and slow light metamaterial devices with hybrid graphene-superconductor photonic integrated circuits
介绍并提出了具有混合石墨烯-超导体耦合开口环谐振器（SRR）阵列的超材料光子集成电路，其能够调制和减慢太赫兹（THz）光。混合器件的光学响应，如电磁感应透明（EIT）和群延迟，可以用几种方式调制。首先，通过改变石墨烯中的电导率和载流子浓度对其进行电调制。或者，可以通过作用于器件温度灵敏度，通过将Nb从有损正常相切换到低于Nb的转变温度（Tc）的低损耗量子力学相来修改光学响应。在THz传输窗口处，EIT和群延迟的最大调制深度分别为57.3%和97.61%.进行了比较之间的Nb-石墨烯-Nb耦合的SRR为基础的设备与那些Au-石墨烯-Au SRR和显着增强的太赫兹传输，群延迟，和EIT响应时，Nb是在量子力学相观察。这种具有相当大且可调谐的慢光带宽的混合器件为实现有源光电调制器、滤波器、移相器和用于芯片级量子通信和量子处理的慢光器件铺平了道路。
2021-07-08 physics.optics quant-ph
Creation of a tweezer array for cold atoms utilizing a generative neural network
本研究利用生成神经网络结合空间光调制器生成光镊阵列，成功装载冷锶原子，并缩短控制时间、免去重复优化全息图，实现可调原子阵列的快速创建。
2024-07-19 physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast (10 GHz) mid-IR modulator based on ultra-fast electrical switching of the light-matter coupling
本文提出一种基于光-物质耦合超快电学切换的中红外自由空间振幅调制器，通过偏置电压改变半导体异质结构与光学谐振器阵列的弱强耦合状态实现反射率调制，室温下工作频率达20 GHz。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Experimental phase control of a 100 laser beam array with quasi-reinforcement learning of a neural network in an error reduction loop
提出了一种新的二维激光束阵列相位动态控制方案。它是基于一个简单的神经网络，预测复杂的场阵列的诱导散射图案的强度通过一个相位强度Transformer制成的扩散。通过相位调制器经由反馈回路对激光场阵列施加迭代相位校正，以将阵列设置为规定的相位值。一个重要的特点是使用一种强化学习方法的神经网络训练，考虑到迭代校正。在概念验证系统上的实验证明了该方案的高性能和可扩展性，其阵列多达100个激光束，相位设置为波长的1/30。
2020-12-11 eess.SP physics.optics
Tunable Plasmonic Toroidal Terahertz Metamodulator
光调制器是光子电路的重要组成部分，用于将电光信号编码到光域。在这里，使用多像素环形太赫兹（THz）等离子体元分子阵列，我们开发了一个等离子体元调制器具有高效率和可调谐性。利用激励环向动量对入射太赫兹光束功率的超灵敏性，我们数值模拟和实验研究了该器件的等离子体响应。我们表明，建议太赫兹环形元调器具有很强的潜力，可用于实际的先进通信应用。
2017-12-13 physics.optics
Broadband resonances in ITO nanorod arrays
在纳米光子学社区中，存在关于通过与纳米棒阵列的共振的光的选择性吸收/光的散射的起源的活跃讨论。在这里，我们报告的谐振在有序的铟锡氧化物（ITO）纳米棒阵列的波导模式导致的研究。我们发现，只有2.4%的几何覆盖率，微米长度的纳米棒阵列强烈地与光相互作用，从可见光到中红外线的超宽波段，导致透射率低于10%。模拟结果与我们的实验观察结果非常吻合。由模拟得到的近场分布显示，在所有的共振下，电场主要集中在纳米棒的表面。理论分析，然后应用到解释的共振，它被发现，在可见光的共振是不同的，在红外。当光到达阵列时，光波的一部分通过纳米棒之间的自由空间传播，并且波的一部分在纳米棒内部被引导，并且棒相互作用的端部处的相位差形成可见光区域中的共振的基础;而红外中的共振是纳米棒两端之间的表面导波的法布里-珀罗共振。开发的简单的分析公式预测这些共振的光谱位置。这些信息可用于设计波长选择性光电探测器、调制器和纳米棒太阳能电池等设备。
2015-05-17 physics.optics
Stable multicolor periodic-wave arrays
研究了均匀二次非线性介质中椭圆余弦周期波阵的存在性和稳定性，发现在一定的阈值光强下，椭圆余弦周期波阵是完全稳定的。据我们所知，这是物理学中第一个在保守均匀介质中传播的完全稳定的周期波模式支持亮孤子的例子。
2005-01-14 physics.optics
OAM multiple transmission using uniform circular arrays: numerical modeling and experimental verification with two digital television signals
在这项工作中，我们提出了在现实世界的背景下进行的两个天线阵列之间的射频OAM传输的结果。该分析是由深入的模拟调查能够提供一个初步的概述实验方案和后验验证所取得的结果。作为第一步，在各种频率下测试远场OAM通信链路，并且借助于由接收系统的旋转生成的角度扫描来研究相应的链路预算。然后，在同一个站点上，以OAM模式（$\ell$ =1和$\ell$ =-1）编码的两个数字电视信号以198.5MHz的公共频率同时发送，具有良好的模式隔离。
2016-06-17 physics.optics
Ultra-precise holographic optical tweezers array
针对SLM生成的全息中性原子光镊阵列，本文结合精确测量与全息图优化方法，实现了0.3%强度均匀性、低于0.5%形状变化及70 nm内定位误差。
2024-07-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Scalable and ultralow power silicon photonic two-dimensional phased array
基于光子集成电路的光学相控阵（PIC-OPA）结合了平面光学和自由空间光学的优点，是一种很有前途的可编程处理器和空间光调制器。它们在硅光子平台中的实现特别富有成效。尽管在这一领域取得了很大进展，证明可操纵的二维（2D）OPA可扩展到大量的阵列元件，并与一个单一的波长操作已被证明是一个挑战。此外，在阵列中用于编程远场波束的移相器要么是耗电的，要么具有大的占地面积，从而阻止了大规模2D阵列的实现。在这里，我们展示了一个二维硅光子相控阵高速（~330 KHz）和超低功耗微谐振器移相器与紧凑的半径（~3 μm）和2π相移能力。每个移相器平均消耗约250 μW的静态功率用于谐振对准，消耗约50 μW的功率用于远场波束成形。这样的PIC-OPA设备可以实现新一代紧凑且可扩展的低功率处理器和传感器。
2023-01-23 physics.app-ph physics.optics
Full-field-of-view aberration correction for large arrays of focused beams
Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-Université PSL, Sorbonne Université（卡斯勒-布罗塞尔实验室，法兰西学院，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，索邦大学）；Institut Universitaire de France（法国高等研究院）
本研究提出了一种全视场aberration correction方法，利用改进的Gerchberg-Saxton算法和液晶空间光调制器，将无aberration视场扩展至500μm，适用于中性原子量子处理器的光学镊子阵列生成。
2025-12-17 physics.optics quant-ph
Polarization-selective quantum cooperative response in dual-species atom arrays
Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院光电技术研究所）；College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）
该研究通过双物种亚波长原子阵列实现极化选择性量子光调制，利用极化率差异打破对称性，展示可扩展的量子光调控技术。
2026-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Controllable Spatial Array of Bessel-like Beams with Independent Axial Intensity Distributions for Laser Microprocessing
本文提出通过叠加不同锥角贝塞尔光束构建任意轴向强度分布光学针的方法，并利用空间光调制器生成可控空间阵列，同时分析了光束间干涉限制及界面畸变的补偿方法。
2023-10-26 physics.optics
A 10 Megahertz Spatial Light Modulator
Stanford University（斯坦福大学）
研究旨在解决光场快速可编程整形工具缺乏的问题，介绍一种基于宽带光相位调制器和高分辨率二维光谱仪的新空间光调制器，可实现兆赫兹速率等多种功能，为物质快速光学操纵开辟新视野。
2026-07-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Color night vision correlation imaging without an infrared focal plane array
夜视能力是在低光条件下看到的能力。然而，传统的夜视成像技术受到所需的高性能红外焦平面阵列的限制。在这篇文章中，我们提出了一种新的方案，彩色夜视成像不使用红外焦平面阵列。在实验装置中，被目标反射的双波长红外激光束被空间光调制器调制，输出光被光电倍增管检测。通过测量两个光场之间的二阶强度关联函数，重建了两幅红外夜视图像。从而将常规夜视成像中光电探测的处理方式转变为光场控制的处理方式。进而对两幅不同光谱的灰度图像进行处理，形成彩色夜视图像。我们表明，高品质的彩色夜视图像可以通过这种方法获得。
2020-10-07 eess.IV physics.optics
Feedback Intensity Equalization Algorithm for Multi-Spots Holographic Tweezer
本文提出一种强度均衡算法，用于全息光镊阵列，使超过1000个光镊的阵列不均匀性低于1.1%，为大规模量子计算与模拟奠定基础。
2025-01-25 physics.optics quant-ph
Rapid stochastic spatial light modulator calibration and pixel crosstalk optimisation
本研究提出一种基于随机优化与随机散斑图案的SLM快速校准技术，通过数字孪生模型实现高精度波前测量与像素串扰优化，大幅提升校准速度并降低光势误差，可应用于量子技术与全息显示领域。
2024-08-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High power orbital-angular-momentum beam generation system based on coherent beam array combination technique
高功率轨道角动量（OAM）光束在长距离自由空间光通信系统的容量提升和数据接收方面具有显著优势。利用光束阵列技术的相干组合和活塞式相控阵的螺旋相位近似，提出了一种高功率新型光束载OAM产生系统，克服了普通涡旋相位调制器和单光束的功率限制。利用六元六边形光纤放大器阵列的相干组束技术，实现了高功率OAM光束的输出。结果表明，CBC技术用于控制阵列波束之间的活塞相位差具有很高的精度，剩余相位误差优于λ/30。在CBC的前提下，通过对相应的光束阵列施加一个附加的活塞相位阵列调制，我们获得了具有+/- 1 OAM的新型涡旋光束。实验结果与理论分析基本一致。这一工作对超远距离自由空间光通信、生物医学治疗、深势阱下的强囚禁和操纵等需要高功率OAM光束的领域具有重要意义。
2017-11-04 physics.class-ph physics.optics
Integrated lithium niobate optical phased array for two-dimensional beam steering
本研究针对光束偏转应用需求，提出一种基于集成铌酸锂光子学的近红外光学相控阵，实现了24×8°二维光束偏转及良好的光束性能，为高速低损集成铌酸锂相控阵应用奠定基础。
2023-03-28 physics.app-ph physics.optics
Creation of a tight PSF array for scanning structured illumination via phase retrieval
在这项工作中，我们提出了一种基于双光子激发（TPE）扫描激光束的结构照明（SI）方法。TPE方法的优点包括光学切片、低光毒性和面对样品诱导散射的鲁棒性。设计了一种新型的用于快速双光子扫描SIM显微镜的多光斑点扩散函数。我们的多点PSF是用相位恢复算法生成的。我们展示了如何获得的相位分布，然后模拟这种分布上的空间光调制器（SLM），产生多点PSF在显微镜的物平面上的效果。我们产生的模拟，显示这种方法的可行性。模拟结果和多点PSF扫描SIM显微镜的建议。
2016-09-14 physics.bio-ph physics.med-ph physics.optics
Scalable Low-latency Optical Phase Sensor Array
针对传统光学相位测量的诸多缺陷，提出基于集成光子学的紧凑型相位传感器阵列，结合图结构连接、高效后处理算法及电路设计规则，实现无参考的准确可扩展低延迟相位传感，经仿真和实验验证，可为相关应用带来显著优势。
2023-05-03 cs.ET eess.IV physics.optics
Passive Aperiodic Optical Phased Array based on Uniform Random Shuffle
针对光学相控阵周期性间距导致的栅瓣问题，提出基于均匀随机洗牌的1x64通道无源非周期OPA，仿真与初步实验验证了其稳健的转向能力与SLSR表现。
2024-01-31 physics.app-ph physics.optics
Scalable manufacturing of polarization-insensitive metalenses with high-uniform focal arrays in the visible
本文提出利用压印树脂与ALD沉积TiO2形成混合超原子以提高有效折射率，并结合梯度下降优化策略实现可见光波段偏振不敏感、无串扰的高均匀多焦点超透镜的可扩展制造。
2025-03-12 physics.app-ph physics.optics
Projecting light beams with 3D waveguide arrays
具有复杂强度图案或非平凡相位结构的自由空间光束在从经典和量子光通信到微粒和细胞的操纵和成像的各种领域中都有需求。作用于入射光波的相位或强度的静态或动态空间光调制器是产生具有这种非平凡特性的光束的常规选择。然而，将这些设备与光纤或集成光路对接通常需要困难的对准或繁琐的光学设置。在这里，我们探索理论和数值模拟的潜力，直接使用工程三维波导阵列的输出，与线性偏振光照射，以投影光束与特殊结构。我们调查通过收集的说明性配置的远场分布，显示实现轨道角动量的可能性，或产生精心制作的强度或相位图案与几个奇点。我们还模拟了投射光束的传播，显示了聚集光的可能性。我们注意到，这些设备应该在达到目前的技术，因此前景是开放的复杂的自由空间光束的集成波导电路的生成。
2016-08-29 physics.optics quant-ph
Dynamical spatial light modulation in the ultraviolet spectral range
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS), University of Florence（佛罗伦萨大学非线性光谱学欧洲实验室）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学物理学院）；Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS（弗劳恩霍夫光子微系统研究所）
本文提出一种基于活塞微镜阵列的新型空间光调制器，实现了322nm紫外波段的任意光束整形，并展示了低相位噪声和高速切换能力，可用于中性原子量子计算架构。
2025-04-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
High resolution and sensitivity bi-directional x-ray phase contrast imaging using 2D Talbot array illuminators
设计、制作了二维Talbot阵列照明器（TAI），并对其在10 - 20 keV下进行软组织高分辨率高对比度X射线相位成像进行了评价。TAI在短传播距离下以微米尺度上的高压缩比产生强度调制。他们的性能进行了比较与其他各种波前标记的周期，能见度，通量效率和灵活性，以适应有限的光束相干性和探测器的分辨率。差分X射线相衬度和暗场成像与一维，线性相位步进的方法，产生二维相位灵敏度，使用统一调制模式分析（UMPA）的相位检索证明。该方法用于X射线相位计算机断层扫描，在未染色的鼠动脉上达到3 $μ$ m的分辨率。它为软物质的三维、非破坏性和定量成像（如虚拟组织学）开辟了新的可能性。相位调制器还可用于各种其它X射线应用，例如动态相位成像、超分辨率结构化照明显微术或波前感测。
2021-05-16 physics.med-ph physics.optics
Highly pure single photon emission from spectrally uniform surface-curvature directed mesa top single quantum dot ordered array
实现有序且光谱均匀的单光子源阵列与光操纵元件在可扩展结构中的片上集成是构建单片量子光路（QOC）的核心。我们在这里展示了一个空间有序的5 × 8阵列的表面曲率驱动的台面GaAs（001）/InGaAs/GaAs单量子点（MTSQDs），表现出高纯度（~99%）的单光子发射，从测量的g（2）（0）在9.4K < 0.02推断。偏振无关和偏振分辨的高分辨光致发光（PL）测量结果表明，这些有序且光谱均匀的量子点具有中性激子发射，其本征线宽约为10 ueV，精细结构分裂< 10 ueV，这是量子点在QOC中使用的重要品质因数。研究结果指出，这种基于MTSQD的单光子源阵列作为一个有前途的平台，用于与光操纵单元（连接的谐振腔，波导，分束器等）的片上可扩展集成的高潜力。从而能够构建QOC。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Flattening laser frequency comb spectra with a high dynamic range, broadband spectral shaper on-a-chip
光谱整形对许多科学领域至关重要。例如，在天文学中，通过多普勒效应探测系外行星取决于校准高分辨率光谱仪的能力。激光频率梳可用于此，但整个光谱的强度变化很大，无法最佳地利用整个梳，导致校准的整体精度降低。为了避免这个问题，激光频率梳的天文应用依赖于一个整体光学装置，它可以在将输出光谱发送到摄谱仪之前使其变平。这样的光调制器需要复杂且昂贵的光学元件，如空间光调制器，并且具有不可忽略的台式占地面积。在这里，我们提出了一种替代的形式，一个全光子光谱整形器，可用于平坦的激光频率梳的频谱。该设备包括一个电路蚀刻到氮化硅晶片，支持阵列波导光栅分散光在数百纳米的波长，其次是马赫-曾德尔干涉仪控制每个通道的振幅，热光相位调制器以使信道相位化，以及第二阵列波导光栅以重新组合光谱。演示设备的工作波长为1400至1800 nm（覆盖天文H波段），有20个20 nm宽的通道。该器件允许通过马赫-曾德尔动态调制近40 dB的光谱，这比大多数空间光调制器提供的更大。使用超辐射发光二极管，我们将静态光谱变化降低到~3 dB，这受到电路中使用的组件特性的限制，并且在激光频率梳上，我们设法将调制降低到5 dB，足以用于天文应用。
2022-10-03 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
400-Gbps/$λ$ Ultrafast Silicon Microring Modulator for Scalable Optical Compute Interconnects
针对硅微环调制器带宽与调制效率的权衡问题，研究人员提出重掺杂沟槽集成结构的晶圆级硅MRM，实现400 Gbps/λ的超高带宽和亚fJ/bit能效，为AI计算网络的下一代光互连提供可扩展方案。
2025-09-01 physics.app-ph physics.optics
Light-matter interactions in chip-integrated niobium nano-circuit arrays at optical fibre communication frequencies
电子特性和光学响应之间的相互作用使得能够实现具有可调谐响应的新型材料。众所周知，超导体在电子结构中表现出与库珀对的形成相关的深刻变化，然而它们对光学区域中的电磁响应的影响在很大程度上尚未研究。光子学超材料为增强光-物质相互作用提供了新的机会，增强了细微效应对光学响应的影响。光子超材料和超导量子线路的结合将有可能推动量子计算和量子通信技术的发展。在此，我们在铌薄膜的端面上制作出亚波长的光子奈米光栅电路阵列，以增强光纤通讯频率下的光与物质的相互作用。我们发现，随着纳米光栅电路周期性的增加，光学共振向更长的波长移动，这表明光学光与器件的几何参数有明显的调制。接下来的突出的亚波长共振，我们发现第二个功能，包括相邻的倾角和峰值出现在附近的衍射条件Py= λ，对应于木材和瑞利异常的第一阶光栅衍射的波长略短。在这种紧凑和集成的纳米电路中观察到的可调谐等离子体光响应使得新型的基于超材料和等离子体的调制器、传感器和测辐射热计装置成为可能。
2021-06-22 physics.optics quant-ph
Silicon-on-sapphire metasurfaces generate arrays of dark and bright traps for neutral atoms
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本文提出利用蓝宝石上晶体硅超表面将高斯光束转换为复杂光阱阵列，包括暗阱和亮阱，并改进Gerchberg-Saxton算法实现三维瓶状光束设计，为中性原子捕获提供可扩展、低噪声的集成解决方案。
2026-05-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Buried spatially-regular array of spectrally ultra-uniform single quantum dots for on-chip scalable quantum optical circuits
实现高度寻求的片上单片固态量子光学电路的长期障碍是缺乏包括按需单光子源（SPS）的掩埋（受保护）可扩展空间有序和光谱均匀阵列的起始平台。本文报道了基于单光子发射纯度> 99.5%、均匀性< 2nm的单量子点的SPS阵列的首次实现。这种SQD合成方法在材料组合中提供了丰富的灵活性，因此可以覆盖从长红外到中红外到近红外到可见光和紫外线的发射波长范围。SQD的掩埋阵列自然地适合于量子光学电路的制造，该量子光学电路采用良好开发的光子2D晶体平台或使用基于全电介质构建块的元结构的类米氏集体共振，该元结构被设计用于在片上光学电路固有的水平平面架构中定向发射和操纵所发射的光子。基于有限元方法的模拟的Mie共振的发射光的操纵，示出了实现的同时多功能的光子操纵与大的光谱带宽为~ 20 nm，简化光谱和模式匹配。我们的实验和模拟结果相结合，在这里提出的芯片上量子光路的制造和研究开辟了道路。
2020-06-01 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Metasurfaces for neutral-atom trapping
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Infleqtion
本文综述了光学超表面作为实现精细光场控制的技术，通过远超空间光调制器的像素数，展示了具有数十万个位点的光镊阵列和复杂三维捕获轮廓的光瓶束阵列，为小型化、集成化和高度可扩展的原子实验与仪器提供了途径。
2026-09-29 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
