Germanium-Based Mid-Infrared Photonics

Este artigo de revisão examina os avanços recentes e as motivações dos circuitos fotônicos integrados baseados em germânio na faixa do infravermelho médio para detecção química e biológica, abordando desde plataformas de materiais e dispositivos ativos até os desafios para sua transição de demonstrações laboratoriais para aplicações industriais práticas.

Delphine Marris-Morini, Goran Z. Mashanovich, Milos Nedeljkovic, Carlos Alonso-Ramos, Laurent Vivien, Jacopo Frigerio, Giovanni IsellaWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Simultaneous Self-Localization and Base Station Localization with Resonant Beam

Este artigo propõe um sistema de posicionamento por feixe ressonante distribuído (DRBP) que permite a localização simultânea de estações base e alvos móveis em ambientes sem GPS, superando as limitações de custo e cobertura das abordagens tradicionais e alcançando alta precisão com erros quadráticos médios de 0,1 m e 2°.

Guangkun Zhang, Wen Fang, Mingliang Xiong, Qingwen Liu, Mengyuan Xu, Yunfeng Bai, Mingqing Liu, Siyuan DuWed, 11 Ma🔬 physics.optics

A scalable and programmable optical neural network in a time-synthetic dimension

Este artigo apresenta a primeira demonstração experimental de uma rede neural óptica programável e altamente escalável que opera em uma dimensão sintética temporal, superando as limitações de escalabilidade e os erros de retroespalhamento das arquiteturas convencionais por meio de um paradigma de computação cíclica no tempo e um treinamento in-situ adaptativo.

Bei Wu, Yudong Ren, Rui Zhao, Haiyao Luo, Fujia Chen, Li Zhang, Lu Zhang, Hongsheng Chen, Yihao YangWed, 11 Ma🔬 physics.optics

High-Performance Wavelength Division Multiplexers Enabled by Co-Optimized Inverse Design

Os autores desenvolveram uma abordagem inovadora de co-otimização entre inversão de design e grades de Bragg distribuídas para criar multiplexadores por divisão de comprimento de onda em silício e nitreto de silício que alcançam diafonia ultra-baixa (inferior a -40 dB) em espaçamento de 15 nm sem comprometer a perda de inserção, demonstrando alta adaptabilidade para escalabilidade e diversas plataformas de materiais.

Sydney Mason, Geun Ho Ahn, Jakob Grzesik, Sungjun Eun, Jelena VučkovicWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Vehicle-Mounted Mid-Infrared Dual-Comb Spectroscopy for On-Road Trace Gas Detection

Este estudo apresenta pela primeira vez um sistema de espectroscopia de duplo pente no infravermelho médio montado em veículo, capaz de realizar amostragem atmosférica contínua e estável em ambientes rodoviários, permitindo a localização de vazamentos de gás natural e a reconstrução de campos de concentração de metano.

Xutian Jing, Kaiwen Wei, Chenglin Gu, Xiong Qin, Junwei Li, Xingyin Yang, Zhaoting Huang, Jianping Zhang, Chenhao Sun, Chenyu Liu, Zejiang Deng, Zhiwei Zhu, Daping Luo, Wenxue Li, Heping ZengWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Quantum-enhanced sensing via spectral noise reduction

O artigo relata a demonstração direta de sensoriamento aprimorado por correlações quânticas no domínio de Fourier, onde a interferência de dois fótons em um interferômetro de fibra reduz o ruído de fundo em 3 dB sem alterar a amplitude do sinal, permitindo medições de precisão no regime abaixo do ruído de disparo.

Romain Dalidet, Sébastien Tanzilli, Audrey Dot, Inès Ghorbel, Loïc Morvan, Laurent Labonté, Anthony MartinWed, 11 Ma⚛️ quant-ph

ReDON: Recurrent Diffractive Optical Neural Processor with Reconfigurable Self-Modulated Nonlinearity

O artigo apresenta o ReDON, uma nova arquitetura de processador óptico neural recorrente que supera as limitações de expressividade das redes ópticas tradicionais ao incorporar não linearidades auto-moduladas reconfiguráveis, resultando em ganhos significativos de precisão em tarefas de visão computacional com consumo energético mínimo.

Ziang Yin, Qi Jing, Raktim Sarma, Rena Huang, Yu Yao, Jiaqi GuWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Compact MHz high repetition rate EUV to soft x-ray free electron laser

Este artigo propõe o projeto conceitual de um laser de elétrons livres (FEL) compacto, com menos de 100 metros de extensão e taxa de repetição na faixa de MHz, que utiliza tecnologia supercondutora e anéis de armazenamento para gerar radiação EUV a raios-X moles de alto brilho em instituições de pesquisa, reduzindo drasticamente custos e ampliando o acesso a essas ferramentas científicas.

Ji QiangWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Quantum Sensing of Birefringence Beyond the Classical Limit with a Hyper-Entangled SU(1,1) Interferometer

O artigo apresenta um esquema interferométrico baseado em um interferômetro SU(1,1) hiper-emaranhado que supera o limite de ruído de disparo clássico para a detecção de birrefringência, demonstrando teoricamente uma melhoria de sensibilidade de 3 a 15 dB em condições experimentais realistas com perdas internas.

Samata Gokhale, Netanel P. Yaish, Michal Natan, Saar Levin, Yogesh Dandekar, Avi Pe'erWed, 11 Ma⚛️ quant-ph

Topologically enhanced optical helicity density in the thermal near field of twisted bilayer van der Waals materials

Este trabalho investiga a relação entre a densidade de helicidade óptica da emissão térmica de campo próximo e o ângulo de torção em bicamadas de van der Waals, demonstrando que a transição de fase topológica na dispersão de polaritons leva a uma helicidade óptica aprimorada devido à canalização de polaritons e à velocidade de grupo confinada.

Xiaohong Zhang, Chiyu Yang, Wenshan Cai, Zhuomin M. ZhangWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Meta-cavity Quantum Electrodynamics

Este trabalho demonstra a superação do desafio de combinar aprimoramento de Purcell e controle de frente de onda em uma única cavidade, apresentando fontes de luz quântica de estado sólido em metacavidades monolíticas de 200 nm que emitem fótons únicos com estados de onda personalizados, como vórtices e hologramas.

Xueshi Li, Ziwei Wang, Yan Chen, Dong Liu, Kaili Xiong, Guangfeng Wang, Jiantao Ma, Ying Yu, Jiawei Wang, Zhanling Wang, Xiao Li, Xianfeng Chen, Erez Hasman, Bo Wang, Jin Liu, Tian JiangWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Geometric Realism Without Angular Resolution Structural Classification of Multilayer Kubelka-Munk Theory within Radiative Transport

Este artigo demonstra que a teoria de Kubelka-Munk multilayer é uma projeção de Galerkin de posto 2 exata da equação de transporte radiativo, estabelecendo-a como uma aproximação rigorosa de baixa resolução angular cujos coeficientes e erros são determinados pelos momentos hemisféricos do operador de transporte e pela espessura óptica reduzida.

Claude Zeller (Claude Zeller Consulting LLC)Wed, 11 Ma🔬 physics.optics

Sensing coherent phonon dynamics in solids with delayed even harmonics

Este estudo teórico demonstra que, em configurações de bombeio e sonda com atraso variável, os harmônicos pares revelam a dinâmica de fônons coerentes em sólidos através de oscilações de fase dependentes da ordem e de atrasos sensíveis a interações eletrônicas, oferecendo uma ferramenta poderosa para investigar sistemas com simetria de inversão dinamicamente quebrada.

Jinbin Li, Ulf Saalmann, Hongchuan Du, Jan Michael RostWed, 11 Ma⚛️ quant-ph

Probing mesoscopic nonlocal screening in van der Waals heterostructures with polaritons

Este estudo demonstra que heteroestruturas de van der Waals apresentam um regime de blindagem não local mesoscópica de até ~140 nm em interfaces de transferência de carga, revelando uma métrica de saturação independente da espessura que escala linearmente com a diferença de função de trabalho e permite revisar o alinhamento de bandas do tipo Anderson.

Xuezhi Ma, Zhipeng Li, Ruihuan Duan, Zeyu Deng, Hao Hu, Mengting Jiang, Yueqian Zhang, Xiaoyuan He, Qiushi Liu, Qiyao Liu, Yuan Ma, Fengxia Wei, Jiayu Shi, Chunqi Zheng, Guangwei Hu, Ping Koy Lam, Chengwei Qiu, Yu Luo, Zheng Liu, Qian WangWed, 11 Ma⚛️ quant-ph

High-Resolution Multi-Target DOA Estimation for Resonant Beam Systems

Este artigo propõe o sistema RB-HWDOA, que combina um algoritmo de estimativa de direção de chegada baseado em espectro óptico e uma estrutura de modulação telescópica para superar as limitações de resolução e campo de visão, permitindo a estimativa de alta resolução de múltiplos alvos simultaneamente em sistemas de feixe ressonante para aplicações de IoT.

Guangkun Zhang, Mingqing Liu, Wen Fang, Mingliang Xiong, Yunfeng Bai, Qingwen LiuWed, 11 Ma🔬 physics.optics

Recent application studies of an INTPIX4NA SOIPIX detector-based X-ray camera using an SiTCP-XG 10GbE-based high-speed readout system at KEK facilities

Este artigo relata três estudos de aplicação recentes de uma câmera de raios X baseada no detector SOIPIX INTPIX4NA e em um sistema de leitura de alta velocidade SiTCP-XG, demonstrando sua eficácia em microscopia de zoom, imageamento de contraste de fase e detecção não destrutiva de lítio em baterias em instalações do KEK e J-PARC.

Ryutaro Nishimura, Noriyuki Igarashi, Daisuke Wakabayashi, Yuki Shibazaki, Yoshio Suzuki, Keiichi Hirano, Hiromi Miki, Akio Yoneyama, Hiroshi Sugiyama, Kazuyuki Hyodo, Izumi Umegaki, Koichiro Shimomura, Yasuo AraiWed, 11 Ma🔬 physics.optics