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具有氧化2-烷基苯并噻吩-3-基单元的非对称二芳烯：化学性质、荧光特性与光开关行为
摘要： 具有荧光闭合态的可逆光开关二芳基乙烯（DAEs）已应用于生物与材料科学相关的超分辨显微技术。然而其完整的光开关能力尚未被揭示和探索。受合成限制，目前仅制备出C-6和C-6′位连接两个相同或高度相似芳基的1,2-[双-(2-乙基-1-苯并噻吩-1,1-二氧化物-3-基)]全氟环戊烯。本研究引入了具有更大斯托克斯位移（源于不对称结构及"推拉"取代基存在）的新型DAEs，并研究了其开关性能。这些新型"简化"不对称DAEs比具有扩展π共轭路径的已知类似物具有更高的环化反量子产率，但发射效率较低。研究评估了其在有机（乙腈和甲醇）及水溶剂中的抗疲劳性，以及在可逆饱和光学荧光跃迁（RESOLFT）显微镜中的表现。与参照物（H/H）二芳基乙烯相比，推拉结构展现出卓越的抗疲劳性提升。在未排除空气氧的乙腈溶液中，观察到数千次循环量级的抗疲劳性能。通过结构-性能关系及简便制备方法，可实现作为光开关荧光探针的DAEs理性设计。本文还介绍了测量荧光DAEs开关性能的新装置与方法。
关键词： 光致发光、光子学、光化学、结构-性能关系
更新于2025-09-23 15:23:52
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光学相干断层扫描——采后品质评价的机遇与挑战综述
摘要： 光学相干断层扫描（OCT）是一种成熟的无损、非接触式光子技术，现已被证实适用于监测储藏果蔬近表面内部结构。这种实时横截面成像技术能更直观地呈现并理解内部结构的时序变化。然而，尽管具备这些优势，该技术在成像分辨率与穿透深度的权衡、图像分析与数据处理，以及实验室外原位研究的适用性等方面仍存在问题。本综述总结了既往采后OCT研究成果，评估了由此产生的机理结论及未来应用潜力。
关键词： 微观结构、无损检测、成像、光子学、新鲜农产品
更新于2025-09-23 15:23:52
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光学测量技术手册（开发、试验、制造和质量保证的实际应用） || 光学测量技术手册
摘要： 近年来，或许没有哪项技术能像光子学这样实现迅猛发展。计算机、智能手机、3D电影、数码相机——广义上的光学技术已深刻改变我们的生活，并将持续产生影响。例如在医疗领域，基于光子学的设备已成为辅助医生的重要工具：手术过程通过摄像头监控，与分析仪器联动后能提供关键信息，包括脑部肿瘤治疗、人工膝/髋关节植入物测量、癌症溃疡检测，甚至义齿形态的采集、分析与制作都依托光学系统完成。 工业领域同样离不开光学技术且保持增长态势。未来可预见广泛的光学传感器应用：自动驾驶领域提升人类移动性；智能家居问答（如"冰箱里还有什么？""百叶窗放下没？""炉灶关了吗？""有入侵者吗？"）；能源咨询分析仪（监测家电开关状态/公司或房屋周边温度分布）；结合光学信号处理的远程办公系统变革工作模式；农业中通过拖拉机搭载的光学传感器分析作物生长；工业4.0的实施离不开光学测量技术。 该技术的核心优势体现在：无损检测方法、材料普适性、全域检测能力、非接触式分析、数字化数据采集-处理-传输-存档全流程、图像/视频/动画等信息呈现形式、太空探索（如月球/火星/彗星资源开采及新栖息地开发）、缓解老年/病患护理人力需求的机器人服务、电路微型化与存储容量提升（光学计算机方向）、以及与智能手机联用的家用分析设备等广阔应用前景。
关键词： 开发、制造、应用、光学测量技术、试验、光子学、质量保证
更新于2025-09-23 15:22:29
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WaterSpy：一款高灵敏度、便携式光子设备，用于广泛的水质分析
摘要： 本文介绍了WaterSpy项目——一项研发中波红外光谱范围内运行的创新、紧凑且经济高效的光子水质传感设备。该方案结合了采用游标效应的先进量子级联激光器（QCL）作为光源，以及新型光纤耦合、快速灵敏的高工作温度（HOT）光电探测器作为传感器。配套技术包括优化的激光驱动与探测器电子电路、激光调制及信号调理技术。论文阐述了WaterSpy的设计理念、需求分析、设备初步架构设计及其验证应用场景，同时重点突出了推动当前技术前沿发展的创新技术。
关键词： 量子级联激光器、光子学、水质监测、光电探测器
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于光子微环谐振器的数字位大小比较器演示
摘要： 本文详细介绍了以硅微环谐振器为核心器件的数字光子单比特数值比较器的创新设计、仿真与分析。该微环谐振器利用电光载流子注入调制特性，其环形波导采用PIN二极管结构。所提出的设计方案中使用了五个微环谐振器，每个对应特定的逻辑模式操作。本研究还展示了时变仿真过程：以1Gbps数据速率向电路注入两个预设的1比特输入流，通过示波器观测输出信号（采样率为1.6THz）。文中同时展示了完整仿真的时序图及额外获得的仿真结果。
关键词： 光子学、微环谐振器、数字比较器
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于可见光应用的氮化硅光子集成
摘要： 本文综述了可见光波段氮化硅光子集成电路（PIC）的制造平台及该领域的最新进展，这类电路主要应用于生物医学和化学传感领域。此外，我们还介绍了PIX4life——欧洲首个面向可见光应用的氮化硅PIC试点生产线。PIX4life为这类PIC的开发提供了统一框架，涵盖设计软件、制造工艺、特性测试及封装环节。
关键词： 可见光、氮化硅、光子学、生物光子学、显微镜技术、传感技术
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用合成维度的锁模拓扑绝缘体激光器
摘要： 我们提出了一种系统，该系统利用拓扑光子学和合成维度的基本特性，迫使多个半导体激光谐振腔实现同步、相互锁定，并在适当调制下发射一系列变换极限锁模脉冲。这些激光器利用一维环形谐振腔阵列中的弗洛凯拓扑边缘态——这相当于具有一个空间维度和一个合成频率维度的二维拓扑系统。研究表明，多元件激光系统的激光状态既具备空间拓扑边缘态的独特特征，又展现出拓扑?；さ拇涮匦?。拓扑合成空间边缘模式在边缘多频模间施加恒定相位差，配合对各元件的独立调制，促使谐振腔集合实现锁模并发射短脉冲，且对多谐振腔系统中的无序性具有鲁棒性。我们的成果为有源锁模多发光元件激光二极管阵列提供了概念验证机制——由于该阵列存在大量空间模式，传统方法极难实现此目标。本文提出的拓扑合成空间概念为攻克这一重大技术挑战开辟了新途径，并为激光物理学开创了新机遇。
关键词： 合成维度、拓扑绝缘体、锁模激光器、光子学
更新于2025-09-23 15:21:01
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光子-等离子体晶体管在结构化纳米导波混合系统中的概念性实现
摘要： 量子发射体与等离子体纳米结构之间的相互作用可解锁前所未有的功能，有望为新型光子学概念提供应用价值。本研究报道了一种集成光子-等离子体晶体管的设计与概念实现。通过混合自上而下与自下而上的纳米制造方法，基于纳米导引混合系统构建了原型器件——该系统能实现金纳米结构与发射体间的相互作用，从而产生等离子体-激子交换效应。类比经典晶体管（MOSFET），我们在波导特定位置制备了金纳米锥，使其作为高局域化电近场的漏极、源极和栅极。随后利用倏逝波光聚合技术在纳米锥顶部直接生长含量子点的聚合物脊形结构。原型器件的荧光光谱显示：位于金纳米锥顶点附近的量子点发射具有显著的珀塞尔增强效应。对该混合系统的数值研究表明，这种增强效应可被精准调控，从而在新颖光子器件中实现高频光信号的高效路由与调制。
关键词： 量子发射器、等离子体学、晶体管、光子学
更新于2025-09-23 15:21:01
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数字电光全加器设计与仿真
摘要： 本文展示了一种以硅微环谐振器为核心元件的电光全加器电路设计。该环形谐振器采用载流子注入正向偏置PIN波导结构实现逻辑运算功能。研究同时阐述了所设计全加器的工作原理，并通过实验演示与分析：当以1Gbps速率输入两个数字比特位信息及进位输入位(CIN)时，系统能同步输出相同数据速率的求和输出(SUM)及进位输出(COUT)。通过符合数字全加器逻辑真值表时序的清晰输出波形，验证了该电路设计方案的性能。
关键词： 光子学、组合逻辑、全加器、微环谐振器
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有高分子取向的光子晶体中的极化激元凝聚
摘要： 我们研究了具有垂直于层平面取向偶极矩束缚激子的有机半导体有源介质中，无缺陷二维三角光子晶体的弗伦克尔激子-极化子玻色-爱因斯坦凝聚现象。通过解析该结构的布洛赫光子模式及其与激子组分的强耦合机制，运用激子极化子的Gross-Pitaevskii方程和外部激子库的玻尔兹曼方程，证明在倒易空间光子群速度为零的点会形成凝聚体。进一步研究表明，在非相干泵浦系统中，横向磁偏振光子可在非零动量态实现凝聚，且不同倒易空间点的凝聚阈值受失谐调控而呈现差异。
关键词： 有机半导体、光子晶体、光子学、激子极化激元、玻色-爱因斯坦凝聚态
更新于2025-09-23 15:21:01