北京大学物理学院“科技部极端光学创新研究团队”肖云峰研究员和龚旗煌院士领导的课题组利用超高品质因子回音壁模式光学微腔，极大地增强了表面对称性破缺诱导的非线性光学效应，得到的二次谐波转换效率提升了14个数量级。相关研究成果在线发表在《自然•光子学》(Nature Photonics)上，文章题为“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左图：表面二次谐波效应示意图；右图：光学微腔增强表面非线性效应。 二阶非线性光学效应是现代光学研究与应用中最基本、最重要的非线性光学过程之一，被广泛地用于实现频率转换、光学调制和量子光源等。由于结构反演对称性的限制，常用的硅基光子学材料往往不具备二阶非线性电偶极响应。借助材料的表面或界面，这种反演对称性可以被打破，进而诱导出二阶非线性光学响应。然而，传统的表/界面非线性光学研究存在两个重要挑战：一是非线性转换效率极低，即使在高强度的脉冲光激发下也仅能产生极少量的二阶非线性光子；二是体相电四极响应严重地干扰表面对称性破缺诱导的非线性信号分析。 该项工作中，北京大学课题组利用超高品质因子回音壁光学微腔极大增强光与物质相互作用的优势，在二氧化硅微球腔中获得了高亮度的二次谐波和二次和频信号。为了充分发挥微腔“双增强”效应，研究人员发展了一种动态相位匹配方法，利用光学微腔中热效应和光学克尔效应的相位调制，高效地实现了基波和谐波信号同时与微腔模式共振。实验上获得的二次谐波转换效率达0.049% W-1，相比传统表面非线性光学，该效率增强了14个数量级。左图：实验获得的激发光和二次谐波光谱图；右图：动态相位匹配过程二次谐波功率变化。 研究人员进一步通过对基波偏振和二次谐波模式场分布的测量分析，成功提取得到只有表面对称性破缺诱导的非线性信号，排除了体相电四极响应的干扰。这种表面对称性破缺诱导的非线性信号有望作为一种超高灵敏度的无标记“探针”，用来检测和研究材料表面分子的结构、排布、吸收等物理与化学性质，为表面科学研究与应用提供了一个全新的物理平台；同时，该项研究发展的动态相位匹配机制具有普适性，可进一步推广到不同材料、不同形状的光学谐振腔中，有望在非线性集成光子学中发挥重要作用。 研究论文的共同第一作者是张雪悦和曹启韬同学，现分别在美国加州理工学院应用物理系和北京大学物理学院攻读博士学位，通讯作者为肖云峰研究员。论文合作者包括新加坡国立大学仇成伟教授和王卓博士、清华大学刘玉玺教授、圣路易斯华盛顿大学杨兰教授等。 研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。

线性规划问题在实际生活中有着广泛的应用，随着经济和计算机技术的发展，作为最优化方法的一个重要分支，非线性规划方法在经济、工业、国防等国民经济和社会发展的各领域都有广泛的应用。但是在非线性规划中，有一些理论问题没有解决，有些新的方法有待进一步完善，特别在当前大数据背景下，传统的算法已经不能适应新的需求（如问题的数据量庞大且带有特殊结构，Jacobian矩阵计算困难等）。因此，一方面需要对原有的算法理论进一步完善，另一方面，需要研究在大数据背景下的优化算法的理论和实际计算效果。 本项目考虑把NCP函数和滤子方法相结合，利用对偶信息，减弱收敛的条件，提高计算效果。其次，针对滤子方法、SQP方法各自的不足之处，考虑将其同其它算法结合并利用数值代数技术，如与序列线性方程组方法相结合，以减少其计算量，可以克服原约束优化算法的一些缺点。最后，考虑一些带有特殊结构的大规模优化问题，如约束Jacobian计算困难或Jacobian结构特殊，利用数值代数技术对模型降阶并设计合适的优化算法。简言之，在现有的滤子方法的研究结果基础上，拟利用数值代数（如Krylov子空间方法）和滤子技术提出一些解决约束非线性规划问题的新方法，完善它们的收敛性分析和其它理论分析，提高它们的计算效果。这不仅在滤子方法等数学规划理论与算法方面有所贡献，而且在经济、工程、科学计算领域也具有重要的应用价值。 该项目已获国家自然基金项目立项支持。

西北工业大学物理科学与技术学院赵建林教授研究团队在全光纤光波长转换方面取得重要进展。提出了一种二维材料辅助的全光纤波长转换方案，利用该方案制备的波长转换器，仅需百微瓦量级光功率（远小于一支普通激光笔的输出光功率）即可将近红外光稳定地转换为可见光。该技术在全光纤中实现光波长的高效转换，兼容现有成熟的光纤通信和传感系统，也为其他高性能全光纤非线性器件的实现开辟了新的途径。利用全光纤的二阶非线性效应不仅可以拓展光纤激光器的工作波段，还有望实现全光纤的线性电光调制器、缠绕光子对等，可极大拓展业已成熟的光纤通信、传感技术在信息处理与感知领域的应用范围。然而，石英光纤的中心反演对称性阻碍了其二阶非线性效应的产生和利用。目前，基于二阶非线性效应实现光波长转换，需要对光纤进行特殊掺杂、极化等复杂工艺处理，以及高功率脉冲激光泵浦等苛刻条件，因此如何降低光纤中波长转换的实现条件，成为困扰科学家们的一个难题。针对此问题，研究团队创新性地提出一种层状二维材料硒化镓辅助的全光纤波长转换器，利用微光纤导波模式的强烈倏逝波与硒化镓的相互作用，利用百微瓦级连续光即可实现倍频、和频等非线性参量转换过程，进而将近红外光稳定地转换为可见光。相关研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”为题，已在国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》发表。论文第一作者为团队姜碧强副教授，通讯作者为甘雪涛教授和赵建林教授，西北工业大学为唯一作者单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1

产品详细介绍EDWS 1000 技术参数Intel 酷睿 四核 主频3.0GHz> 8G DDRIII SDRAM> 1G 显存专业显卡> SATA 1T 系统硬盘> SATA 2T素材硬盘> 蓝光刻录机 > 24寸高分辨液晶显示器> Windows7 64位操作系统> 最新版EDIUS编辑软件> 专业服务器机箱，木质音箱> EDIUS专用彩色快捷键标识键盘、光电鼠标> 系统光盘、全中文使用手册、系统保修EDWS 1000 产品特性> IEEE1394、S-Video、复合、RCA非平衡音频，HD/SD YUV分量（输出）、HDMI（输出）接口> 支持5层1080i高清视频及图文进行实时编辑及文件输出> 独有的手写动画效果制作、3D模型插件、2D图文转3D插件等图文编辑功能> 集成VisExporter和VisFileTransfer For EDIUS转码、传输专用模块，3维例子特效模块，VisMontage 图片制作模块> 完善的VISMAM视音频文件的转码、元数据管理、文件检索和下载视音频资料管理功能

成功研制出国内首台超快扫描隧道显微镜，实现飞秒级时间分辨和原子级空间分辨，并捕捉到金属氧化物表面单个极化子的非平衡动力学行为。扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）由于其隧穿电流具有高度的局域性，空间分辨率可以达到原子量级。然而受电流放大器带宽的局限，其时间分辨一般只能达到微秒量级（10-6 s），而很多微观动力学过程往往发生在皮秒（10-12 s）和飞秒（10-15 s）量级。为了提高STM的时间分辨率，其中一种比较可行的办法是将超快激光的泵浦-探测（pump-probe）技术和STM相结合，利用超快光与电子隧穿过程的耦合来实现“飞秒-埃”尺度的极限探测。尽管超快激光技术和STM相耦合的概念在上世纪90年代就被提出，但是相关研究进展非常缓慢，主要受限于一系列技术难点，例如：激光的热效应对STM隧道电流的干扰、激光诱导电流的低信噪比、超快激光脉冲在STM中的展宽、激光与隧穿电子间的耦合机制等。

本项目属于非线性声学和超声学。主要研究了无衍射贝塞尔（Bessel）声束在非线性媒质中谐波传播性质、超声谐波成像和声场分布计算等理论问题。研究目标在于拓展Bessel波束的应用范围，探索将这种无衍束应用于医学超声谐波成像或测量，为获得更高质量的超声图像提供一种新方法。    无衍射Bessel波束于1987年发现，其显著特点在于它的无衍射性质。近年来，非线性声学和超声在媒质中（特别是生物组织）非线性效应的研究也受到重视。首先研究了无限大孔径（一种理想情形）零阶Bessel（J0）束在非线性媒质中二次谐波传播，分析了它的主要物理特性；研究了高阶（n阶）无衍射Bessel（Jn）束的二次谐波传播规律，以及零阶Bessel（J0）束的非线性高次谐波性质；考虑到实际情况即物理上可实现的声源尺寸总是有限的性质以及真实媒质总有声吸收（衰减），研究了Bessel-Gauss束二次谐波声场和Bessel二次谐波在衰减媒质中的传播性质。研究了Bessel束应用于材料的非线性参量测量和成像以及超声谐波成像问题。

本发明提供非线性伪随机序列发生器，包括：移位寄存器单元；反馈逻辑单元，包括线性反馈逻辑单元、非线性反馈逻辑单元和合成单元；其中，线性反馈逻辑单元输入端按照其本原三项式反馈函数与移位寄存器单元的状态输出端对应连接，其输出端与合成单元的一个输入端连接；非线性反馈逻辑单元输入端按照其非线性特征函数与移位寄存器单元状态输出端对应连接，其输出端与合成单元的另一个输入端连接；合成单元包括异或门，其输入端分别与线性反馈逻辑单元输出端和非线性反馈逻辑单元输出端连接，所述的合成单元输出端与移位寄存器输入端连接。其生成

项研究属国家自然科学基金支持研究项目，建立了一种非线性频谱分析方法，并用来进行状态检测与故障诊断。所谓非线性动态系统的频谱分析，就是利用非线性对象的实测输入输出数据获取其广义频率响应函数（GFRF）模型。本项研究的贡献在于对GFRF模型的特征进行了深入研究，得出了一系列有关其零极点分布特征得结论，并在此基础上进行了模型简化和数据压缩，使得算法具有较高的模型

本项目主要开展纳微结构体系光子带隙的设计、纳微结构体系的光学非线性效应、光波传播动力学以及光控光操作应用等方面的研究，发展在介观尺度下调控光子传输行为的新效应、新原理与新技术。已在Physical Review Letters、Optics Letters、Applied Physics Letters和Optics Express等国内外重要学术刊物上发表论文30余篇。其中有关铁锆双掺铌酸锂晶体的相关成果被《Science Archived》收录，有关非传统偏压配置条件下各种非线性光子学晶格的制备

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