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新年以來光學(xué)領(lǐng)域科研成果盤點(diǎn)

1、武漢郵科院:實(shí)現(xiàn)一根光纖可供135億人同時(shí)通話

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

2月4日,武漢郵電科學(xué)研究院宣布,在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)560Tb/s超大容量波分復(fù)用及空分復(fù)用的光傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),可以實(shí)現(xiàn)一根光纖上67.5億對(duì)人(135億人)同時(shí)通話,這標(biāo)志著我國在“超大容量、超長距離、超高速率”光通信系統(tǒng)研究領(lǐng)域邁上了新的臺(tái)階。

2、安徽光機(jī)所:兩臺(tái)科研儀器亮相南極科考

微脈沖激光雷達(dá)在南極啟動(dòng)運(yùn)行

今年春節(jié),有兩臺(tái)來自中科院安徽光機(jī)所的儀器設(shè)備——多軸差分吸收光譜儀和微脈沖激光雷達(dá)在南極長城站順利運(yùn)行。據(jù)悉,1月12日起,這兩臺(tái)儀器設(shè)備開始在南極長城站運(yùn)行,連續(xù)獲取痕量氣體與氣溶膠信息,用于研究氣候變化、衛(wèi)星校驗(yàn)等。

3、上海光機(jī)所:成功研制高非線性石英光子晶體光纖

圖為光纖的截面、色散曲線和可見光超連續(xù)譜實(shí)驗(yàn)場景

上海光機(jī)所1月26日發(fā)布科研進(jìn)展,該所廖梅松研究員課題組在前期非線性光纖結(jié)構(gòu)模擬設(shè)計(jì)工作基礎(chǔ)上,采用堆疊法制作特殊結(jié)構(gòu)的光纖預(yù)制棒,通過精確控制光纖拉制過程中的溫度、張力、速度等參數(shù),研制出了適合1μm摻鐿光纖激光器泵浦的光子晶體光纖。

該光纖的成功研制,標(biāo)志著上海光機(jī)所已經(jīng)成功掌握包括高非線性光子晶體光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)制棒制作、拉絲的全鏈路核心關(guān)鍵技術(shù),為今后實(shí)現(xiàn)該光纖的器件化應(yīng)用打下了重要基礎(chǔ)。

4、北京納米能源所:制備自驅(qū)動(dòng)光電雙模全尺度壓力傳感陣列器件

自驅(qū)動(dòng)壓力傳感陣列器件示意圖

據(jù)中科院網(wǎng)站1月24日?qǐng)?bào)道,北京納米能源與系統(tǒng)研究所潘曹峰與王中林合作,制備了可實(shí)現(xiàn)全尺度下的壓力測量的自驅(qū)動(dòng)壓力傳感器陣列器件,研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

該器件基于力致發(fā)光現(xiàn)象和摩擦納米發(fā)電機(jī)兩個(gè)不同的物理傳感機(jī)制,將這兩種不同傳感機(jī)制的模塊集成于同一器件。同時(shí),該器件還具有較高的壓力敏感性。通過搭建器件信號(hào)處理系統(tǒng),完成了器件對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力的監(jiān)測、成像和優(yōu)化。

5、光磁記錄:實(shí)現(xiàn)超低熱度、超快讀寫

存儲(chǔ)原理示意圖

1月18日,optics.org網(wǎng)站發(fā)布消息,荷蘭和波蘭研究人員研發(fā)了一種新型光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù),通過一定強(qiáng)度的短脈沖可以在摻雜了鈷離子的釔鐵石榴石的磁性層上記錄數(shù)據(jù),在極低熱負(fù)荷的情況下以小于20ps的速度進(jìn)行磁讀寫。這種新穎的光學(xué)存儲(chǔ)機(jī)制有可能替代現(xiàn)有的存儲(chǔ)技術(shù),成為一種通用的、節(jié)能型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)成果刊登在《自然》雜志上。

6、納米級(jí)旋轉(zhuǎn)器:控制集成等離子偏振方向

磁等離子體法拉第旋轉(zhuǎn)器示意圖

據(jù)Nature Photonics網(wǎng)站1月3日?qǐng)?bào)道,加拿大的研究人員設(shè)計(jì)了一種磁等離子體法拉第旋轉(zhuǎn)器,克服了光橫模和等離子橫模之間的相位匹配極限,在830 um長的器件中實(shí)現(xiàn)99.4%的偏振轉(zhuǎn)換效率。該研究成果在《Nature Photonics》發(fā)表。

該旋轉(zhuǎn)器的工作波長為1550 nm,是一段450 nm寬的脊形波導(dǎo)管,其中垂直填埋多層材料。能夠使得橫電模和橫磁模相位匹配并且低損耗,同時(shí)在Bi:YIG中具有合適的模式重疊從而造成偏振旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計(jì)能引導(dǎo)偏振調(diào)制速度在10 GHz的IC器件小型化。

7、計(jì)算離焦成像:提高相干顯微鏡的空間寬帶積

離焦相干顯微鏡裝置

2016年12月,美國加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員開發(fā)出一種影像處理方法,利用一組具有大視場的離焦圖片提高光學(xué)系統(tǒng)的空間帶寬積,從而產(chǎn)生高分辨率的成像圖片。該研究成果發(fā)表在《Optica》。

研究小組使用了532 nm波長的光源,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的明場顯微鏡,一個(gè)1.45兆像素的CCD傳感器以及一個(gè)用于縮小的相機(jī)轉(zhuǎn)接頭(0.35X)。通過垂直于物平面的物鏡掃描得到一組離焦的強(qiáng)度圖片,然后再利用迭代算法處理這組離焦圖片的信息,生成高分辨率的圖片。一組3-5張離焦圖片就能夠提高系統(tǒng)的空間帶寬積約8倍左右。

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