集成光电子

2017年阮智超《Plasmonic computing of spatial differentiation》采用单个金属介质表面上的等离激元的干涉效应来演示空间微分。与依赖复杂原子阵列的超材料方法不同，提出的等离激元微分法由单个超薄的金属薄膜组成，大大简化了制造流程，减少了制造缺陷的影响。薄膜的厚度可以减小到50nm，后续还进行了图像的边缘检测实验，可以通过标准薄膜沉积技术，大规模制造等离激元微分器。...

这个方法是基于格林函数法，不同于前面的超表面方法需要一个傅里叶变换子块，逆傅里叶变换子块，中间的滤波子块，而是直接通过适当设计沿x轴和y轴的多层板实现数学计算。所有层都是横向同质的，但可以纵向不同质。但格林函数方法有两个主要缺点，一是格林函数需要在空间傅里叶变换域具有偶次对称性，二是相对介电常数和每层的厚度是通过快速合成方法计算的，这将会导致不切实际的数值。奇格林函数的功能可以通过旋转装置实现，即通过斜入射实现，在这篇文章中通过使用布鲁斯特效应的界面来解决第二个缺点，从而实现基本的差分。正在研究的.

2019年特拉华大学的在nature communication上面的一篇文章。《On-chip wavefront shaping with dielectric metasurface》片上超表面已经用二维周期结构实现，然而，它们固有的散射损失限制了它们的大规模实现。在单层高对比度透射阵列 (HCTA) 超表面中可以最小化散射。展示了在标准绝缘体上硅衬底上定义的基于 HCTA 的一维透镜，其高透射率（<1 dB 损耗）保持在 200 nm 带宽内。HCTA 的三层级联用于展示傅立叶变换和微分.

2017年西北工业大学赵晓鹏团队的OE上的一篇文章，设计了一种反射性银树突超表面，可以在可见光波长下进行微分操作。超表面由上层银树枝状结构、二氧化硅间隔层和下层银膜组成。仿真结果表明，超曲面可以实现红、黄、绿波段的微分运算。使用电化学沉积方法制备了响应绿色和红色带的超表面样品，并通过测试证明了它们的差异操作性能。可以在可见光下进行数学运算的银树突超表面为实现小型化、可集成的全光信息处理系统铺平了道路，用于实时超快速边缘检测、图像对比度增强、隐藏物体检测等实际应用的微分功能具有很大的发展潜力。...

Nano Letter上的一篇文章《Analog Computing Using Reflective Plasmonic Metasurfaces》先解释一下等离子体，表面等离激元plasma:等离子体是非气液固的第四态，无固定形状，由自由电子和带电离子为主要成分的一种形态，似气似液，呈电中性。plasmon是等离激元，是量子化的等离子体震荡， 参考了等离子体和表面等离子体是什么关系？ - 知乎 (zhihu.com)Surface plasmon中的surface 限定了 ...

发表在science上的一篇文章《Performing Mathematical Operations with Metamaterials》 用超材料执行数学运算，例如空间微分、积分、卷积。开启了超材料光计算的先河。超材料是人工合成的材料，他的成分没有什么特别，主要是尺寸和结构赋予它特殊的功能，一般它的尺寸是亚波长结构，可以对波的相位或是振幅进行调制 。 提出来两种方法：一是亚波长结构的超屏幕与渐变折射率波导结合，薄平面超材料块在空间傅里叶域中执行数学运算；二是用多层板实...

本文主要是针对用作目前的智能汽车的激光雷达来讲，因为作为无人车的激光雷达，它需要分辨率高，抗有源干扰性强，体积小，重量轻，成本低，而作为全固态激光雷达的理想光源窄线宽半导体激光器被广泛研究，对该激光器的国内外研究现状，发展的手段等进行一一总结。目的：进一步提升激光器的扫描速率，增加探测距离和成像清晰度手段：需要提高半导体激光器的光谱性能，压窄线宽，抑制低相位噪声和低相对强度噪声。对压窄线宽，能提高激光雷达的探测距离和成像清晰度，对于压窄线宽主要有增加输出功率，减小线宽增强因子，减小固有线宽。