案例分享|PPLN在频率片编码的纠缠量子密钥分发中的应用简介：我们以前分享过《基于time-bin量子比特的高速率多路纠缠源——PPLN晶体应用》，探讨了PPLN在时间片QKD中的应用。时间-能量纠缠虽是PPLN基础的产生形式，但也可以通过“加工”获得各种纠缠自由度。近期德国汉诺威莱布尼茨大学的Michael Kues及其研究团队在国际权威期刊《Light: Science & Applications》发表了一项突破性研究，题为“Frequency-bin-encoded entanglement-based quantum key distribution in a reconfi ...
时域近红外光谱仪在固体模型与临床的应用固体模型（solid phantoms）是一种用于模拟生物组织光学特性的人造材料，广泛应用于扩散光子学实验领域。它们通过精确控制吸收和散射系数，能够模拟真实组织的光学行为，为仪器校准、实验室间比较研究、工业标准制定以及多中心临床试验提供重要支持。通过分析组织样固体模型的吸收系数和约化散射系数来衡量固体模型的光学特性，进而研究不同固体模型的复现性，是一种可行的技术手段。在人脑临床实验中，血氧相关的脑功能检测非常重要。通过实验的方法对大脑在传输特定波长光时的吸收系数和约化散射系数进行获取后，可以通过数据处理算法来获得HHb和O2Hb的含量进而算出大脑的血氧含量 ...
拉曼在固体氧化物燃料电池性能提升中的应用引言：固体氧化物燃料电池（SOFCs）作为一种友好的发电系统，可以直接将化学能转化为电能，具有高效且低排放的优点。传统的SOFCs在600-1000℃之间运行，总是遇到很多问题，比如成本高、电池组分之间的化学反应严重、低温下界面电阻大等。 因此，目前的研究重点是将工作温度降低到600℃。然而，经过调查表明，运行温度较低(特别是在600℃)可以延缓阴极氧还原反应（ORR）动力学，降低SOFCs 的整体效率。此外，在正常情况下，含氢碳燃料的SOFCs 不可避免地会产生大量的二氧化碳，并被释放到周围的大气中。很可能是二氧化碳扩散到阴极，与呈强碱性碱土金属阳离子 ...
拉曼过渡金属-氧化物-半导体（CMOS）工艺改进中的应用引言：二维过渡金属化合物（TMDs）由于其未优异的物理性能和特殊原子层厚度引起的广大研究者的兴趣。与只可以有限尺寸样品的机械剥离法相比，化学气相沉积（CVD）使大面积研究TMDs材料成为可能，并对晶圆级器件应用成为可能。CVD生长的TMDs必须具有高结晶度、均匀性、低缺陷和残留物的特性，以便实际应用。为了通过CVD实现大面积、高度均匀的TMD单层，通常使用含有碱元素如氯化钠、氢氧化钠和氢氧化钾作为促进剂。这些促进剂有效地降低了金属前驱体的熔点，促进了单层薄片的成核和生长。然而，碱元素如Na和K作为离子污染物，在二氧化硅等绝缘层中，会作为移 ...
拉曼在利用等离子体修饰改性二维材料中的应用引言：随着三维（3D）硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）技术接近通道长度的小型化限制，二维半导体如过渡金属二卤化合物（TMDs，如二硫化钼和WSe2）、金属单硫化合物（MMC，如 InSe和GeSe）、元素半导体（如硅、锗和磷）和金属氧化物（MO，如氧化铜和氧化亚锡）被认为是下一代节能纳米电子的前途性通道材料。与此同时，随着越来越多的二维材料被发现，这些丰富多样的层状材料家族具有与硅相当或优越的电子特性，如晶格常数、带隙、有效质量、载流子迁移率、饱和速度和临界电场。由于这些优点，基于二维半导体的新型场效应晶体管（FETs）概念已经被提出和证明。以zu ...
一张照片，全幅清晰！看AI超景深显微镜如何征服“凹凸不平”的考古文物三维微观结构近年来，超景深显微镜在科技考古与文物保护领域的应用越来越广泛，下文给出几个使用案例。一、为什么观察文物需要超景深显微镜？普通光学显微镜景深小，适合观察“薄而平”的样本，而文物往往“厚、大、凹凸不平、脆弱”，需要景深大的超景深3D数码显微镜才能在同一时间看清不同高度的表面。超景深显微镜的原理是：通过成像系统在z轴扫描、CCD成像，捕捉样品上每个进入焦点的不同区域的图像，再利用3D合成重建算法，获得高分辨率，大景深的全幅对焦的三维图像。对于面积大的样品，可进行图像2D拼接和3D拼接，这样就能在显示器上清晰观察到放大的样 ...
案例分享| PPLN驱动的宽带量子合成器：实现超快压缩光脉冲源的关键突破量子技术是英国和加拿大工业战略的重要组成部分，有望彻底改变数字shi界，扩展当前成像设备的能力，并利用量子计算解决复杂计算难题以促进新药研发。宽带量子合成器(Broadband Quantum Synthesizer, BQS) 便是其中之一，旨在推进超快量子光学的前沿，其目的是开发第1个超宽带压缩光脉冲封装源，这是对下一代传感、通信和成像量子技术至关重要的工具。核心目标BQS 计划的核心是开发持续时间低于100fs的压缩光脉冲，理想情况下低于40fs，实现 >3dB 的量子噪声降低。这些“压缩”光态是纠缠的光场，其 ...
德国马普高分子研究所使用Moku:Pro实现基于NV色心的磁场测量量子信息科学研究面临的zui大困难之一是量子比特系统固有的不稳定性。量子叠加态本质上是脆弱的，因为来自局部环境的任何干扰，包括热激发、机械振动或杂散电磁场，都可能对量子态的相干性产生有害影响。这些噪声环境下的量子比特往往会产生更高的错误率，而主动纠错对于任何可能实现的大规模量子计算机来说都是一个严格的要求。相比之下，量子信息科学的另一个分支领域，量子传感，旨在将这一障碍转化为优势。由于量子比特对环境参数极为敏感，这也使其具备实现高灵敏度传感器的潜力。尽管像离子阱和中性原子这样的原子系统在电磁场测量、重力测量和加速度传感等领域展现 ...
超导纳米线光子数分辨探测器：开启量子通信与传感的新纪元近年来，随着量子通信、激光雷达（LiDAR）和单光子成像等技术的飞速发展，对高性能单光子探测器的需求日益迫切。特别是在光子数分辨（Photon-Number-Resolving, PNR）能力方面，传统单光子探测器存在明显短板。文中提出并验证了一种基于并行超导纳米线结构的光子数分辨探测器，为高灵敏度、高速度、低噪声的单光子探测提供了全新解决方案。一、从“有无”到“多少”：光子数分辨的技术挑战与意义传统单光子探测器（如SPAD）仅能判断“是否有光子到达”，无法区分光子数量。这在高动态范围、高背景噪声或量子态重构等应用中成为关键瓶颈。光子数分辨 ...
看“透”工业，还得OCT！——OCT技术在工业领域的创新应用探索光学相干层析技术（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种三维成像技术，可以在散射介质中进行高分辨率成像，成像深度达毫米级，分辨率达到微米级，可以像CT一样透视透明/半透明以及高散射产品的表面信息及内部结构，类似“光学切片”的效果。该技术被大众熟知是在眼科领域的应用，近年来也逐步被引入到工业领域。OCT技术演进史OCT发展至今，可大致分为两代：第1代：时域OCT(Time Domain OCT,TD-OCT)；第二代：傅里叶域OCT(Fourier Domain OCT,FD-OCT)。TD-OCT ...
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