2020年3月4日，由中國光學工程學會、上海理工大學和西湖大學聯(lián)合主辦，由施普林格·自然集團（Springer Nature）出版，高影響力OA國際期刊PhotoniX創(chuàng)刊號正式上線，包含6篇論文。

期刊介紹

  PhotoniX是中國光學工程學會新辦會刊，屬同行評議、開放獲取（OA）高影響力國際科技期刊。

  PhotoniX主要報道國內(nèi)外光學與光子學技術(shù)與信息、能源、材料、生命、精密制造、納米、光電子器件、微納米電子等學科交叉融合發(fā)展帶來的顛覆性科研成果和最新的工程應用進展。以展現(xiàn)具有前沿性、多學科交叉和衍生性特點的技術(shù)為核心，成為推動國際前沿“使能技術(shù)”的平臺。文章類型包括綜述和原創(chuàng)技術(shù)論文。

  PhotoniX由中國光學工程學會、上海理工大學和西湖大學共同主辦，由施普林格·自然集團（Springer Nature）出版。上海理工大學顧敏院士和西湖大學仇旻教授擔任期刊主編，莊松林院士擔任期刊名譽主編。擁有強大的國際編委和編輯團隊，包括6位副主編（國際比例67%）、26位編委（國際比例65%）、35位專題編輯（國際比例40%）。

上海理工大學顧敏院士

  顧敏主編對期刊首期正式上線表示祝賀。“毫無疑問，光子學已經(jīng)成為我們當前社會可持續(xù)工業(yè)發(fā)展的一門關(guān)鍵使能技術(shù)。在這個激動人心的時刻，我們歡迎PhotoniX期刊創(chuàng)刊號來到光子學界。” 顧敏院士對期刊寄予厚望，“我們的目標不僅是要通過PhotoniX平臺展示光子學的使能力量，還要努力把這種力量融入于新型產(chǎn)業(yè)的培育，提高工業(yè)競爭力，擴大科技應用的廣度和深度。我們希望這本期刊能夠成為聯(lián)系科學家、工程師、發(fā)明家、技術(shù)人員、企業(yè)家和政府決策者的一座橋梁。我強烈鼓勵我的同事使用、改進和增強這個平臺。”

西湖大學仇旻教授

  仇旻主編指出，“經(jīng)過幾十年的發(fā)展，光子學領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大成就。首期論文如管中窺豹，不僅選取了較為經(jīng)典的應用方向，如全息成像技術(shù)、光通訊集成器件的最新進展，而且展現(xiàn)了新型超材料元件在顯微成像、信息處理等領(lǐng)域的獨特應用。同時報道了前沿技術(shù)探索：用光芯片來模仿神經(jīng)元運算；用光子軌道角動量來實現(xiàn)量子通信技術(shù)等。我籍此真誠地鼓勵同行學者在PhotoniX上發(fā)表優(yōu)秀的工作，讓PhotoniX成為一個展現(xiàn)光子學多彩魅力的分享平臺，協(xié)助我們一同發(fā)掘光子學深遠的使能潛力。”

首刊論文

1.Information Metamaterials: Bridging the Physical World and Digital World

信息超構(gòu)材料：連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁

主要作者：馬騫，崔鐵軍* 東南大學

2.Perspective on photonic memristive neuromorphic computing

光子憶阻型神經(jīng)形態(tài)計算的展望

主要作者：Elena Goi，張啟明，陳希，欒海濤，顧敏* 上海理工大學

背景：神經(jīng)計算利用神經(jīng)科學中的概念發(fā)展了類似于神經(jīng)系統(tǒng)的器件以達到類似大腦的容量和效率。以這種方式，神經(jīng)形態(tài)機器能夠從周圍環(huán)境中學習并推理出抽象的概念并做決定，勢必開啟改變我們社會和生活的技術(shù)革命。目前基于電子計算機的信息處理架構(gòu)，如神經(jīng)形態(tài)架構(gòu)，在實時信息處理能力、封裝密度和能耗效率等方面還遠比不上生物神經(jīng)系統(tǒng)。而時間正快速地逼近邁向這一顯著不同的技術(shù)的拐點。

技術(shù)突破：解決這種困局的一種方法是在神經(jīng)形態(tài)領(lǐng)域應用光子學原理，即神經(jīng)形態(tài)光子學。這一新領(lǐng)域結(jié)合了光子學和神經(jīng)形態(tài)架構(gòu)的優(yōu)勢，建立了高效率、高互聯(lián)性和高信息密度的系統(tǒng)，并且為開發(fā)超快、高能量使用效率、廉價、具備復雜信號處理功能的集成器件做出了重要鋪墊。

本文要點：本文綜述了電子和光子神經(jīng)形態(tài)計算領(lǐng)域的快速發(fā)展，主要內(nèi)容集中在憶阻器的意義和應用上。文中探討了研發(fā)光子憶阻器的必要性和可能性，并展望了實現(xiàn)下一代的全光神經(jīng)形態(tài)硬件這一遠大目標所面臨的挑戰(zhàn)和機會。雖然本文提出的觀點需要更深入完整的分析驗證，但是基于幾種潛力材料提出的模型與制備方法，本文將為成功制作應用于類腦結(jié)構(gòu)的光子憶阻器元件提供卓有成效的幫助。 

3.Integrated Transmitter Devices on InP Exploiting Electro-absorption Modulation

基于電吸收調(diào)制的磷化銦單片集成光學信號發(fā)射器

主要作者：Moritz Baier*,et al. Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich Hertz Institute, Berlin, Germany

背景：光纖通信系統(tǒng)中對帶寬的需求日益增加，物理層器件的傳輸速率也必須越來越快?；诹谆煵牧蠁纹傻陌雽w光電子器件在通信中已經(jīng)得到了廣泛應用。隨著數(shù)據(jù)中心中短距離光通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，簡單、高速、廉價的光學發(fā)射器顯得極為關(guān)鍵。在磷化銦單片光電子集成平臺上，電吸收調(diào)制激光器（EML）可以直接通過電流使得連續(xù)輸出的激光在數(shù)字狀態(tài)“開”和“關(guān)”之間切換，以其小巧、高效、高速的優(yōu)點而受到青睞。

技術(shù)亮點：本文展示通過器件設(shè)計優(yōu)化，使得EML器件的制備成本可以與直接調(diào)制半導體激光器（DML）相當，而芯片尺寸只略微增加。德國夫瑯和費海因里希赫茲研究所（HHI）的研究人員證明了基于這種結(jié)構(gòu)可以在長度只有幾百微米的激光器芯片上實現(xiàn)高達100 Gbit/s的電吸收調(diào)制速率。

本文要點：電吸收調(diào)制器是磷化銦單片集成光電子器件的重要組成單元。本文不僅展示了此類激光器的技術(shù)細節(jié)，還介紹了HHI的Foundry平臺技術(shù)，支持利用一系列已開發(fā)好的基本器件單元來設(shè)計更加復雜的集成光電子器件。得益于這種通用的設(shè)計方法，不同的設(shè)計可以在同一塊晶圓上用成熟的工藝加工，為前沿器件的開發(fā)提供了便利條件。

4.Holographic capture and projection system of real object based on tunable zoom lens

基于可變焦透鏡的真實物體全息獲取和投影系統(tǒng)

主要作者：王迪,劉超,王瓊?cè)A* 北京航空航天大學

創(chuàng)新點：本文提出了一種基于自適應變焦透鏡對真實物體進行全息獲取和投影的技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的全息系統(tǒng)，基于液態(tài)鏡頭的變焦照相機和數(shù)字錐透鏡分別作為全息獲取和投影技術(shù)中的關(guān)鍵部件。變焦照相機由液態(tài)鏡頭和固態(tài)鏡頭組合而成，具有快速響應和輕量的優(yōu)點。

關(guān)鍵技術(shù)：本文介紹了基于電潤濕效應控制液體界面的曲率，來自適應調(diào)節(jié)相機焦距的技術(shù)，從而實現(xiàn)真實物體的變焦拍攝。同時本文編碼了具有大焦深的數(shù)字錐透鏡，其光學特性可完美適用于全息投影，特別是多層成像。通過在空間光調(diào)制器上加載數(shù)字錐透鏡的相位，重建的圖像可以實現(xiàn)大深度的投影。所提出的系統(tǒng)可實現(xiàn)真實物體的全息變焦拍攝和彩色再現(xiàn)。

應用場景：本文所提出的系統(tǒng)有望在微投影、多平面投影和3D顯示技術(shù)中得以廣泛應用。

5.Imaging based on metalenses

超透鏡成像技術(shù)綜述

主要作者：鄒秀娟，王漱明*，王振林*，祝世寧* 南京大學

背景：超透鏡作為超構(gòu)材料和超表面領(lǐng)域中一種突出的應用，已被證明具有甚至超越傳統(tǒng)光學鏡片的強大功能。通過操控納米尺度結(jié)構(gòu)單元的排布，可以調(diào)節(jié)光通過超透鏡的相位分布，基于惠更斯原理，入射光的波前就可以被控制。超透鏡也因此可以在納米尺度上完成對反射光和透射光的空間調(diào)制，實現(xiàn)多種應用。由于超表面“超薄”的厚度，易集成，功能多樣，可以矯正多種相差，甚至實現(xiàn)離軸聚焦的特性，它的出現(xiàn)將為光學成像領(lǐng)域帶來了技術(shù)革新。

綜述：本文首先對超構(gòu)透鏡的主要技術(shù)參數(shù)進行了分析和討論，接著著重總結(jié)了超透鏡在多種成像技術(shù)中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用以及最新進展，并對該領(lǐng)域未來發(fā)展方向和面臨的挑戰(zhàn)做出了展望。 

6.Underwater Transmission of High-dimensional Twisted Photons over 55 Meters

水下高維扭曲光子傳輸超過55米

主要作者：陳媛 南方科技大學，金賢敏* 上海交通大學

背景：作為現(xiàn)代光學，大數(shù)據(jù)，因特網(wǎng)和量子技術(shù)中的一個新興的通道資源，具有軌道角動量的扭曲光子已經(jīng)在不同媒介中展現(xiàn)了其應用價值，如在光纖和大氣中大容量傳輸信息。然而由于損耗和壓力等不利條件，水下的扭曲光子傳輸還未被很好地研究。特別是單光子測試都僅限于幾米的范圍內(nèi)，而長距離傳輸時會發(fā)生什么還是未知數(shù)。

技術(shù)突破：來自上海交通大學集成量子信息技術(shù)研究中心的金賢敏教授和他的團隊實現(xiàn)了單光子級別超弱的扭曲光在水下傳播55米，這是之前記錄的19倍。對于不同階數(shù)的軌道角動量和它們的疊加，模式結(jié)構(gòu)和拓撲荷數(shù)在傳輸中得以很好地保持。這些結(jié)果第一次驗證了扭曲光子能在長距離的實際水下傳輸，為下一步實現(xiàn)水下高維度量子通信和量子傳感打下了基礎(chǔ)。

原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/DovDSDWOtX4SIM9TNiTRaA

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