质子照相是观测等离子体中自生磁场的常用实验诊断技术，对质子照相实验结果的有效解读依赖于反演方法的可靠性和可用性。传统质子照相反演方法往往只能提供自生磁场的一维或二维结构。本研究发现，在对具有柱对称结构的磁场进行侧向质子照相时，偏转速度与磁场之间满足Abel变换关系，这使得从质子照相结果中反演重建出磁场的三维结构成为可能。通过数值模拟验证了该方法的可行性，并基于该反演方法，重新分析了Li等(2016 Nat. Commun.7 13081)有关等离子体喷流自生磁场的质子照相实验结果，给出的最大磁场强度约为传统反演结果的1.9倍。本研究有助于对激光聚变和实验室天体物理相关的自生电磁场形成及其时空演化行为的认识更加清晰。

图1  质子照相示意图

本文有很好的创新性，对实例的数值模拟的反演结果更接近于真实的数据。文章的研究方法提供了更多可待探究的磁场空间信息，有助于对自生电磁场及其时空演化行为更加深刻的认识，也为质子照相反演方法及其应用提供了新的参考途径。

电磁超表面是一类由单层或多层亚波长人工微结构组成的平面电磁材料，可以在亚波长尺度下实现对电磁波偏振、振幅和相位的有效调控。然而，将电磁波限制在深亚波长尺度的代价通常是大的损耗，如辐射损耗、欧姆损耗。有趣的是，非厄米物理提供了一种将损耗这一不利因素转变为超表面设计中一个新自由度的新方法，为扩展超表面功能提供了新方向。近些年，非厄米电磁超表面上的一些非常规物理效应引起了研究人员的广泛关注。本文从完美吸收、奇异点与表面波三个方面对非厄米电磁超表面研究进行了综述，并对该领域面临的挑战和发展前景进行了展望。

图1  非厄米电磁超表面示意图

近年来，电磁超材料、超表面已经逐渐成为电磁学、光学等相关领域的研究前沿与热点，各类超表面也层出不穷。这篇综述论文的作者从非厄密体系的角度出发，概括了非厄密电磁超表面的一些研究进展，内容充实，具有参考价值。

高性能的中长波单光子探测器在红外天文和军事国防领域具有重要的研究价值，也是单光子探测技术领域的研究难点。超导纳米线单光子探测器在近红外波段已经展示出优异的性能，但如何进一步提高器件的探测截止波长λ_c是一个受到广泛关注的话题。本文探讨了一种通过超导无序调控辅助提高λ_c的方法，设计并制备出工作波段为5—10 μm的超导单光子探测器。理论分析表明，增大衡量无序强度的主要评价因子即薄膜方块电阻R_s，将有利于增大λ_c，如当纳米线宽保持在30 nm且R_s > 380 Ω/square时，可使得λ_c > 10 μm。实验测得R_s约为320 Ω/square的Mo_0.8Si_0.2红外器件在6 μm波长上可以获得完全饱和的量子效率。此外，当器件工作在0.9I_SW (I_SW为纳米线超导转变电流)的偏置电流下时，在10.2 μm波长上的量子效率达到53%。

图3  (a) 当SNSPD的最大偏置电流I_B可达到0.9I^KL_dep时，超导薄膜方块电阻R_s与纳米线宽w对SNSPD探测截止波长λ_c的影响；(b) 当SNSPD的最大偏置电流I_B降低到0.5I^KL_dep时，R_s与w对λ_c的影响 (图中绿色、黄色以及白色三条虚线分别表示三个λ_c的刻度线，如当(w，R_s)的坐标点处于白色虚线上方时，λ_c > 10 μm)

本文提出了对超导薄膜无序特性的有效控制来达到增大超导纳米线单光子探测器的截止波长以及量子效率的方法，研究内容具有一定的创新性，有理论分析和实验验证，是一个比较系统的研究工作。

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是综合性能最优异的新型单光子探测器之一，而传统的单像元SNSPD不具备空间分辨力，且光敏面小，光学耦合效率存在瓶颈，因此，研制大面积阵列器件是自由空间光子探测等应用的关键。然而，由于器件光敏面由大量超导纳米线组成，研发大面积的阵列SNSPD面临工艺复杂、成品率低、制备困难等问题。本文设计了一种超大面积纳米线阵列结构，利用电子束抗蚀剂氢倍半硅氧烷(HSQ)曝光后可形成氧化硅电学隔离层的特点，仅使用简化二维工艺即可完成大阵列SNSPD的制备，对多层结构的传统立体工艺实现了降维。器件经过行方向并联测量，未发现坏点，成品率高，且实现了基础的成像功能验证。此外，本设计中采用了全超导电极以减少电阻热效应，并在像元内增设了串并联电阻，从而均分偏置电流，同时能够可选地扩展阵列规模。本工作为超大型阵列 SNSPD 的设计与制备提供了一种思路，并有望应用于百万像素阵列 SNSPD 的制备，与高效读出电路结合实现兼备大视场和高灵敏度的焦平面光子探测与成像系统。

图4  阵列器件光学图片 (a) 样品实物图；(b) 器件预览；(c) 纳米线区域光学显微镜图像；(d) 像元内部结构光学显微镜图像

作者设计了一种超大面积纳米线阵列结构，使用简化二维工艺完成大阵列 SNSPD 的制备，对多层结构的传统立体工艺实现了降维。采用此方案有效规避通孔制作、绝缘，阻挡，种子层沉积以及导电物质填充等复杂步骤，提高了工艺的稳定性和成品率。 

电子束衍射辐射源具有体积小、波长可调和极化可控等优点，在纳米光子电路中显示出巨大的应用潜力。这里展示了等腰直角三角形光阱纳米结构中电子束衍射辐射的光学手性现象，可以获得手性度高于40%的衍射辐射信号，光学手性的状态能被有效调控，甚至可以实现手性的反转。通过详细分析体系中的真空电磁模式和电荷分布的动态变化，为这种手性光学效应的产生提供合理的理论解释。电子束激发源所具有的纳米尺度下聚焦和移动的优势使电子束衍射辐射的光学手性具有灵活的调节潜力。本文提出的物理机制和独特的实验平台对于未来二进制纳米光子电路和手性纳米光源的发展具有重要意义。

图3  (a)，(b) LCP和RCP分量的CL光谱，波长为700—840 nm (插图黄点表示电子束的激发位置，虚线和阴影分别对应实验结果和模拟结果)；(c) 计算获得的手性度，点和实线分别对应实验数据和模拟数据；(d) 两个激发位置下的衍射辐射光谱，用全色模式测量，并以短线表示 (阴影区域表示模拟结果)

本文展示了等腰直角三角形光阱纳米结构中电子束衍射辐射的光学手性现象。 通过实验研究，实现了等腰直角三角形光阱结构中手性度高达40%的电子束衍射辐射。此外，通过求解入射电磁场和光阱中波导模式给出了电子束衍射辐射光学手性的半解析模型，揭示了纳米光学结构表面电荷分布的动态演变与辐射手性的联系，为在纳米尺度操控光学手性提供了新思路。

基于双层耦合正方晶格的紧束缚近似模型，通过对态密度、波函数格点占据数和量子扩散的计算与分析，系统研究了不同堆垛界面结构、层间耦合强度和无序强度对有序-无序双层二维耦合系统中电子输运性质的影响。研究发现，AA堆垛双层耦合正方晶格在层间耦合较弱时保持单一能带，带尾态为局域态，带中态始终保持延展态及近似延展态的临界态，存在不随无序增强而消失的迁移率边；对于强耦合体系，弱无序时能带的带尾态为临界态，带中态为扩展态，而强无序使得耦合导致的两能带交叠为单一能带，其带尾态为局域态，带中态为临界态。AB堆垛双层耦合正方晶格的能带始终为单一能带，且能带中心区始终包含延展态和临界态。对于AA和AB堆垛两种构型，有序-无序双层耦合系统的量子扩散随无序强度增大均呈现出先减弱再增强的反常量子扩散现象。AA型弱耦合系统和AB型耦合系统中的量子扩散均表现为超扩散，AA型强耦合系统中弱无序导致超扩散，而强无序导致亚扩散。计算结果进一步表明，有序-无序双层耦合六角晶格系统表现出同样的行为。

图7  AA型堆垛有序-无序双层耦合正方晶格波函数的格点占据数P(E)随W的变化情况 (a) 弱耦合系统U = 0.5；(b)，(c) 强耦合系统U = 4.0

文章基于紧束缚近似理论，系统计算了究不同堆垛界面结构、层间耦合强度和无序强度对有序-无序双层二维耦合系统中电子输运性质的影响；本文研究工作的结论可应用于石墨烯、MoS₂ 等其他层状材，具有一定的普适性，同时为层状材料的后续研究及电子器件的设计提供了新思路。

将InAs/GaAs量子点薄膜样品转移到Ag纳米颗粒覆盖的Si衬底上，然后将样品放到金刚石对顶砧压力腔室内。在1.09—1.98 GPa 的压力范围内，测量了量子点激子的荧光光谱和时间分辨光谱。实验结果显示，随着静水压力的增大，激子的发光波长蓝移，激子的发光寿命从(41 ± 3) × 10 ns延长到(120 ± 4) × 10 ns，再减短到(7.6 ± 0.2) ns，在激子发光波长为797.49 nm 时，寿命达到最长的(120 ± 4) × 10 ns。相比没有Ag纳米颗粒影响的InAs/GaAs量子点中的激子寿命约1 ns，激子的寿命延长了约1200倍。其物理机制为量子点浸润层中激子的辐射场和Ag 纳米颗粒的散射场之间发生相消干涉，抑制了浸润层中激子的自发辐射，这些长寿命的浸润层激子将扩散到量子点中，并辐射复合发光，从而观察到量子点激子的长寿命衰变曲线。这一实验结果与基于在散射场下的偶极子辐射模型计算结果一致。

图4 （a）InAs/GaAs量子点样品中量子点辐射速率与浸润层发光波长的依赖关系，其中红色点为不同压力下的实验数据，蓝色实线为（1）式计算结果；（b）—(d）在图(a)中蓝色圆圈A，B和C三个浸润层发光波长 (808.50 nm，797.49 nm和769.84 nm) 位置对应的量子点PL 和TRPL光谱（插图），对应激发光的脉冲频率分别为1 MHz，0.25 MHz 和 10 MHz，其中插图内红色实线表示类拓展指数函数拟合结果

文章研究了金属Ag纳米薄膜对量子点发光激子的影响及其物理机理，通过静水压力的调控，得到量子点发光波长的改变以及激子寿命的显著增加，并对其物理机理进行了合理解释。研究细致严谨，具有参考意义。

由于离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案与高效纠错码具有良好的兼容性，因此即使在低信噪比条件下，也具备较高的协商效率，并且其实现条件相比于高斯调制方案更加简单。然而，实验中常用的零差探测器的量子效率仅为0.6，这会严重影响离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的实际应用性能。鉴于此，本文提出基于实际探测器补偿的离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案，即在该方案中对两条量子信道的输出端各采用一个相位敏感放大器用于补偿相对应的实际零差探测器。仿真结果表明采用相位敏感放大器能够很好地补偿实际零差探测器的量子效率，有效提升基于实际探测器的离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的密钥率和安全传输距离，为推动离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的实用化发展提供了一个有效而实用的方法。

图6  极端非对称情况以及不同的PSA增益参数G下所提出方案的安全密钥率与传输距离的关系

针对实际探测器的量子效率问题，作者引入了两个相位敏感放大器（PSA）分别对方案中Charlie端的两个实际零差探测器进行补偿。文章中仿真结果表明补偿后的实际方案通过调整PSA的增益参数G，方案性能逐渐趋近于理想方案性能以及PLOB界。文章思路清晰，结构合理，所提出的方案具有一定创新性，结果可信。

在以往的腔量子电动力学(QED)系统中原子气通常被处理成单个原子，从而得到诸如拉比劈裂、单光子阻塞等现象。受益于超导电路QED的发展，超导量子比特(SQUID)可以被看成人工原子，它们之间通过LC谐振子失谐的耦合会构成人工原子间的等效相干耦合。基于此，研究了具有相干耦合的多个人工原子对单模腔输入输出的影响，并从缀饰态的角度对透射谱进行了分析。结果发现包含多个相干耦合人工原子的单模腔，其透射谱与只含单个原子的腔显著不同，更重要的是透射峰的数目并不会随着人工原子数的增加而增加，最多只有3个透射峰。为了解释这种透射谱的规律，应用全量子理论，计算了整个系统在不含耗散时单能量子情况下的本征值和本征态。原则上，有几个粒子，就会形成几个缀饰态，理论上就会出现几个透射峰。然而本文发现存在一些不包含光子成分的缀饰态，它们并不贡献透射峰。而原子数增多后会出现透射峰劈裂，这对应着能级避免交叉现象，本文从缀饰态角度进行了说明。从这些缀饰态的具体形式上很多都具有多体纠缠的性质。因此采用这样一种包含多个相干耦合人工原子的单模腔，将有利于构建多体纠缠态，在未来也可以通过透射率的变化，探知腔内多体纠缠态的形式。

图6  腔内六原子条件下，(a)缀饰态的能级；(b)—(h)各能级对应的原子占居数〈S_zi〉与腔内平均光子数〈a⁺ a〉随t_B的变化；(i)，(j)避免交叉点放大图。采用参数为Ω=2Ω₀, t_A=Ω₀；不同颜色分别代表不同的能级，并依照本征值的大小编号

这篇论文利用超导量子比特形成的人工原子体系与单模腔的耦合，探讨了腔的输出输入特性与透射谱的关系，并利用全量子理论分析了透射峰数量与人工原子数目的联系。 该工作对于理解腔电动力学的最新进展，包括多体纠缠态等，都有一定的帮助。