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Frontiers of Optoelectronics 2020-2021高影响力文章推荐-2

已有 247 次阅读 2022-5-13 08:52 |系统分类:论文交流

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REVIEW ARTICLE

Graphene-based all-optical modulators

Chuyu ZHONG, Junying LI, Hongtao LIN

2020, 13(2): 114-128

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1020-4

推荐理由

随着信息化进程的发展,下一代信息处理技术对调制器件的集成度、速度、功耗等方面提出了新的需求,科研人员需要探寻新的光调制材料和器件工作方式。全光调制器因其在光处理链路中无需电光转换,以及可以实现超快调制的特点,在未来的光电信息处理技术中具有重要应用前景。石墨烯作为具有超短响应时间的一种二维材料,被引入到全光调制中。由于其独特的结构以及能带特性,石墨烯可以与多种微纳光子结构进行灵活集成,构成不同形式的超快全光调制器。本文中总结了基于石墨烯的全光调制器的调制原理以及不同的器件形式。所讨论的四种调制原理包括热光效应、光致载流子调制效应、光克尔效应以及可饱和吸收效应,介绍了空间光调制器型,微光纤集成型以及在片集成型石墨烯全光调制器的优势及挑战。作者对基于不同调制原理以及器件类型的器件进行了广泛的介绍和比较分析,为未来的全光调制器特别是二维材料全光调制器提供有价值的参考。

REVIEW ARTICLE

Performance of integrated optical switches based on 2D materials and beyond

Yuhan YAO, Zhao CHENG, Jianji DONG, Xinliang ZHANG

2020, 13(2): 129-138

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1058-3

推荐理由

为了满足数据中心不断增长的性能要求,光开关在光计算和互连中的应用越来越受到重视。为了使光开关更好地适用于高性能的光电系统,开发出兼具低能耗、小尺寸和超快响应时间的光开关是非常必要的。传统的基于热光效应或等离子体色散效应的集成光开关性能已经达到了体材料固有特性所带来的技术极限,无法充分满足日益增长的需求。因此,研究人员将2D材料、聚合物等先进材料引入传统光学器件中,开发了混合结构以改善光开关的性能。近年来,基于石墨烯、黑磷和过渡金属硫化物等2D材料及其他材料的集成光开关在速度和能耗方面已显示出许多优势,也受到了越来越多的关注。2D材料原子尺寸的薄层结构降低了材料的维度,从而带来了独特的光学和电学性质。它们具有高的电子迁移率、强的各向异性、强的光致发光效应、可调的带隙和较大的光学非线性,为提高光电器件的性能提供了巨大的机遇。将2D材料与CMOS兼容的集成光子学器件相结合,可以弥补波导本身的固有缺陷,有望实现高性能的光开关。本论文按全光、热光和电光三种不同的工作机理对基于不同材料的集成光开关进行归纳总结,阐述了基于不同材料特别是2D材料的集成光开光的最新研究进展,统计了近十年来具有代表性的全光、热光、电光开关的性能,并分析了数据背后存在的挑战和发展趋势。论文中所有数据均取自2020年4月之前发布的研究,这些数据将随着该领域的研究进展不断更新,从而为相关研究人员提供有价值的参考和指南。

REVIEW ARTICLE

Review of fabrication methods of large-area transparent graphene electrodes for industry

Petri MUSTONEN, David M. A. MACKENZIE, Harri LIPSANEN

2020, 13(2): 91-113

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1011-5

推荐理由

目前,透明电极最常用的材料是掺锡氧化铟(ITO)。ITO在可见光范围内具有良好的透光率(>90%)和片电阻(约10-30Ω/sq)。但是ITO的一个显著缺点是:铟是一种稀土材料,因此价格昂贵。一般来说,ITO晶体是在玻璃上通过磁控溅射沉积后,采用高温退火工艺来初始化结晶的,这也阻碍了ITO在塑料器件中的应用。此外,即使实现了多晶,ITO也易在小弯曲半径下出现裂纹。石墨烯是单层碳原子构成的薄膜,它具有机械稳定性、柔性、接近光学透明,并具有极其优良的导电性能,是制作透明电极的理想材料。然而,石墨烯的上述许多特性需要极端条件或特殊的、不可扩展的制备方法。目前基础研究中石墨烯大多来自微机械剥离方法,这是一个不可扩展、产量低且非常机械化的过程。此外,为了获得这些性能,通常要采用六方氮化硼(hBN)作为石墨烯衬底,而hBN也要采用微机械剥离来制备。本文综述了基于石墨烯大面积透明电极的两种主要制备方法——液相剥离法和低压化学气相沉积法的研究现状,重点关注了目前石墨烯透明电极的性能,为此他们采用导电率和导光率之间的比值作为品质因子来衡量石墨烯制备方法优劣。目前液相剥离法制备石墨烯基透明电极的品质因子,即电导和导光率之比约为43.5,略高于工业所需的最低值35,而化学气相沉积法制备器件的品质因子可高达419。

RESEARCH ARTICLE

In vivo volumetric monitoring of revascularization of traumatized skin using extended depth-of-field photoacoustic microscopy

Zhongwen CHENG, Haigang MA, Zhiyang WANG, Sihua YANG

2020, 13(4): 307-317

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1040-0

推荐理由

光声成像结合了光学成像的高对比度和声学成像的高穿透深度,可以高的对比度重建出组织内部对特定波长光吸收的组份(如,血红蛋白),因此可以用来无损地监控创伤性皮肤在修复过程中的血管生成的情况。光声显微镜由于其具有毛细血管级的成像分辨率被广泛用于各种血管类疾病的检测,包括烧伤评估。然而,传统的光声显微镜采用高斯聚焦光对组织进行激发,它们的焦深(DOF)只有100微米以内,对于面积比较大或者表面不平整的创面,由于焦深受限导致成像的结果出现偏差。最近,很多提高DOF的方法被提出,其中包括改变光的焦点进行扫描、用空间光调制器产生贝塞尔光来实现长焦深等。尽管这些方法可以有效的提高DOF,但是由于增加了系统的复杂度和成本不利于临床的推广。本文提出利用一个拉长焦深的透镜产生贝塞尔光束,发展了一种扩展焦深的大视场光声皮肤成像系统,并用来对创伤性皮肤进行成像。该系统可以在较长焦深范围内实现一致的分辨率和均匀的光激发效率,并且可以提供创伤修复过程中的光声病理切片以及3维结构信息,为监控创伤性皮肤修复提供了一个有力的工具,解决了创伤性皮肤因表面不平引起的分辨率降低和信噪比不一致的问题。

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  Frontiers of Optoelectronics(FOE)期刊是由教育部发起、高等教育出版社出版、德国Springer出版公司海外发行的Frontiers系列英文学术期刊之一,以网络版和印刷版两种形式出版。由北京大学龚旗煌院士、华中科技大学张新亮教授共同担任主编。

  其宗旨是介绍国际光电子领域最新研究成果和前沿进展,并致力成为本领域内研究人员与国内外同行进行快速学术交流的重要信息平台。该刊的联合主办单位是高等教育出版社、华中科技大学和中国光学学会,承办单位是武汉光电国家研究中心。FOE期刊已被ESCI, Ei, SCOPUS, CSCD,中国科技核心期刊等数据库收录。2015-2021年连续7年被评为中国国际影响力优秀学术期刊,2019年入选中国科技期刊卓越行动计划梯队项目

  FOE期刊是一个严格同行评议类的国际期刊,所刊登的文章侧重反映光子学和光电子学诸多领域的科学发现和技术革新,收稿范围包括但不限于:半导体光电子学、纳米光子学、信息光子学、能源光子学、超快光子学、生物医学光子学、非线性光子学、光纤光学、激光与太赫兹技术、智能光子学。期刊发表综述论文、研究论文、快报、评论和专刊等。




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