

Advanced Photonics速递专栏本期特别整理了2024-2025年度新增ESI高被引(Highly Cited Papers)文章合集。ESI高被引文章,是指过去10年间被引用次数位于同学科内前1%的论文,这些论文凭借高被引频次,迅速成为学术研究中备受瞩目的焦点。ESI高被引论文,通常代表了前沿领域内的关键技术进展,未来也将成为引领学科发展的重要标杆。让我们深入了解这些优秀的研究成果,共享这场光学领域的顶尖盛宴。

亮点:该论文从计算成像视角出发,系统梳理了超表面成像最新进展,为超紧凑高性能成像提供了详细技术参考。

南京大学徐挺教授、陆延青教授团队全面概述了基于超表面成像技术的最新进展,着重从计算成像的角度进行探讨;将现有基于超表面的成像技术分为三大类,包括采用传统方法的常规超表面设计、成像编码调控和计算处理独立优化,以及端到端优化的基于超表面的计算成像系统;强调了每种计算超表面成像技术的优势和挑战,并探讨了计算增强型超成像器的潜力和未来前景。
引用信息:Xuemei Hu, Weizhu Xu, Qingbin Fan, Tao Yue, Feng Yan, Yanqing Lu, Ting Xu, "Metasurface-based computational imaging: a review," Adv. Photon. 6, 014002 (2024)

Generative deep-learning embedded asynchronous structured light for three-dimensional imaging
亮点:该论文提出一种生成式非同步结构光三维成像技术,显著降低高精度成像系统的复杂度及成本。
河南工业大学吕磊副教授及上海大学苏志龙副教授等人,融合非同步成像概念与生成式深度学习方法,提出一种高灵活性的非同步结构光三维成像技术,去除了相机和投影仪之间的同步约束,提高了系统灵活性。该成像方法能够在“精明”先验的教导下,通过少量样本数据学习结构光条纹图像内在特征,以强泛化性应对各类场景下的非同步三维成像问题;提供的新型基线框架,破除成像器件的限制,为结构光成像的研究和进一步发展提供新思路。
引用信息:Lei Lu, Chenhao Bu, Zhilong Su, Banglei Guan, Qifeng Yu, Wei Pan, Qinghui Zhang, "Generative deep-learning-embedded asynchronous structured light for three-dimensional imaging," Adv. Photon. 6, 046004 (2024)
微信报道:Adv. Photon. | 生成式深度学习,破解3D成像混叠难题

亮点:该论文提出了基于深度学习的全新超构透镜成像框架,为无像差彩色成像提供了全新的技术方案。
韩国浦项科技大学Junsuk Rho教授与汉阳大学Haejun Chung教授等人,提出一种基于深度学习的“端到端”成像系统,通过结合大面积量产超透镜与定制的图像恢复框架,解决了超透镜成像中像差和效率低的问题,实现了高质量、无畸变的图像生成。该框架具有较强的普适性,可应用于同一种工艺制造的其他超透镜,显著提升了超透镜商业化的可行性。
引用信息:Joonhyuk Seo, Jaegang Jo, Joohoon Kim, Joonho Kang, Chanik Kang, Seong-Won Moon, Eunji Lee, Jehyeong Hong, Junsuk Rho, Haejun Chung, "Deep-learning-driven end-to-end metalens imaging," Adv. Photon. 6, 066002 (2024)
微信报道:Adv. Photon. | 深度学习驱动“端到端”超透镜实现无色差全彩成像

Microscale fiber photoacoustic spectroscopy for in situ and real-time trace gas sensing(2025中国光学十大进展获奖文章)
亮点:该论文介绍了一种微米尺度的全光纤光声光谱仪,攻克了传统光声光谱仪小型化与高灵敏度相互制约的难题。
暨南大学马军副研究员、关柏鸥教授团队与香港理工大学靳伟教授团队,针对传统小型化光谱仪面临灵敏度差、气体响应时间长以及特异性检测难等技术瓶颈,合作提出了微米尺度的全光纤光声光谱仪,相较于之前所报道的光声探头尺寸缩小了近2个数量级,探测极限低至9 ppb (乙炔气体),响应时间短至18 ms。通过对细胞发酵过程的实时监测和小鼠血管内的二氧化碳气体浓度分析,展示了该微型化光声光谱高灵敏、快速的原位气体分析能力。
引用信息:Jun Ma, Enbo Fan, Haojie Liu, Yi Zhang, Cong Mai, Xin Li, Wei Jin, Bai-Ou Guan, "Microscale fiber photoacoustic spectroscopy for in situ and real-time trace gas sensing," Adv. Photon. 6, 066008 (2024)

亮点:该论文深入剖析了AR眼镜光引擎的主要功耗来源,定量对比了不同光引擎在不同场景下的功耗表现,并首创性地提出分段智能调光器的概念,明确了下一代AR眼镜光引擎的核心发展方向及相应优化路径。
中佛罗里达大学吴诗聪教授团队针对AR眼镜光引擎功耗难题,通过系统建模与实验验证,实现微型显示光引擎能效优化突破。团队构建功耗计算模型,设计衍射波导适配方案,剖析五种主流光引擎能耗机制,完成组件的功耗优化;首次创新引入分段智能调光器,结合人工神经网络调控透光率,显著提高环境对比度并大幅降低功耗。研究成果为低功耗AR眼镜设计及户外应用提供关键技术支持。
引用信息:Yizhou Qian, Zhiyong Yang, Sung-Chun Chen, Yongziyan Ma, Yi-Chien Chen, Hsueh-Shih Chen, Chih-Lung Lin, Shin-Tson Wu, "Power consumption of light engines for emerging augmented reality glasses: perspectives and challenges," Adv. Photon. 7, 034001 (2025)
微信报道:Adv. Photon. | “视”界革命:AR 眼镜光引擎技术开启未来显示新纪元

亮点:该论文综述了飞秒激光直写技术在透明材料中制备3D周期性光子结构的最新研究进展,不仅分析了传统技术局限来源,更提出了贝塞尔光束调控等未来发展的关键方向。
山东大学陈峰教授团队综述了飞秒激光直写技术实现三维非线性光子晶体和波导阵列的周期性调制的研究进展,介绍了其在纳米级分辨率三维NPCs制备等方面取得关键突破,并展望了其在畴壁形成机制和飞秒贝塞尔光束诱导毫米级畴反转等方向的发展趋势;研究结果为飞秒激光直写技术在集成光子学、非线性光学、量子光学和拓扑光子学等领域的应用奠定了基础。
引用信息:Bin Zhang, Wenchao Yan, Feng Chen, "Recent advances in femtosecond laser direct writing of three-dimensional periodic photonic structures in transparent materials," Adv. Photon. 7, 034002 (2025)
微信报道:飞秒激光:在透明材料中构建三维周期性光子结构的“刻刀”
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