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[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法-CN202211579778.3在审
发明人：朱瑞;吕正红;陈鹏;胡俊涛;肖云;龚旗煌 -专利权人：北京大学;云南大学
申请日： 2022-12-09 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： H10K30/50 文献下载
摘要：本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池包括界面缓冲层，所述界面缓冲层为含有镱元素的材料。本发明以为含有镱元素的材料作为钙钛矿太阳能电池的界面缓冲层，由于含有镱元素的材料的功函数低，有利于形成欧姆接触，有利于电子的抽提，减小界面处载流子的复合，不仅实现了高的光电转化效率，同时，由于含有镱元素的材料的化学稳定性以及热稳定性，钙钛矿太阳能电池器件的稳定性尤其是热稳定性有显著的提高。
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

[发明专利]一种基于表面增强效应的手性分子探测器件、探测装置及方法-CN202110897714.7有效
发明人：吕国伟;温特;张威东;叶璐璐;林海;唐靖霖;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-08-05 - 公布日： 2023-02-21 - 主分类号： G01N21/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于表面增强效应的手性分子探测器件、探测装置及方法，基于金属纳米结构等离激元模式与手性物质耦合特性，借助表面等离激元增强荧光效应实现对分子手性的高灵敏探测。本发明采用金属纳米结构和荧光薄膜材料紧贴组成的手性分子探测器件，手性分子吸附在探测器件的间隙的热点，金属纳米结构的LSPR模式可以与手性分子的CD响应发生强相互作用转移手性特征，进而通过表面增强荧光测量获得高度灵敏的光学手性响应强信号，在可见光波段实现分子级高灵敏手性探测。本发明具有结构简单、体积小、信噪比高、灵敏度高的优点，同时也为其他表面等离激元器件提供了新的设计思路。
一种基于表面增强效应手性分子探测器件装置方法

[发明专利]一种全无源偏振量子态层析方法及芯片-CN202110766493.X有效
发明人：王剑威;池昱霖;茆峻;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-07-07 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G02B6/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种全无源偏振量子态层析方法及芯片。本方法为：1)利用片上集成的偏振‑路径转换器将待测光信号的偏振信息转化为路径信息并经2n路波导分别输出；2)通过片上集成的多模干涉器和波导交叉器将每一路波导中的光信号引出到3n条路径，将路径信息分为6n路输出光；3)利用波导交叉器将6n条路径上的输出光两两组合成3n个相同的输入量子态；4)将每一输入量子态分别分为两路输出，利用片上集成的超导单光子探测器测量每一路输出，实现对输入量子态在任意二维酉矩阵投影基矢下的测量；5)对测量结果进行拟合重构出量子态的密度矩阵，实现对量子态层析测量。本发明将复杂的量子态层析过程简单化、全自动化、并具有强扩展性。
一种无源偏振量子层析方法芯片

[发明专利]一种高维光量子计算方法及芯片-CN202110709120.9在审
发明人：王剑威;池昱霖;黄洁珊;张湛川;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G06N10/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种高维光量子计算方法及芯片。本发明的芯片包括一个UN分支、n个编码分支，每一编码分支包括r+1个单元S、r+1个单元Un、r+1个单元BS和一个单元M；UN分支用于对输入的r+1维n+1光子纠缠量子态中的控制量子位进行操作，得到量子态|φ3；每一编码分支用于处理一个r+1维n+1光子纠缠量子态|φ0，将其每一维分别输入到该编码分支中的一单元S；S用于对各受控纠缠光子所在的量子态路径扩展为相同维度的量子态并发送给单元Un；Un用于对输入态|φ1中每一量子态进行量子幺正操作，得到量子态为|φ2并发送给单元BS；BS用于对各量子态进行相干叠加，得到被控制量子位并输入到M。
一种光量子计算方法芯片

[发明专利]一种拓扑保护的量子纠缠光源及光子纠缠态生成方法-CN202110665968.6在审
发明人：王剑威;戴天祥;敖雨田;胡小永;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-06-16 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种拓扑保护的量子纠缠光源及光子纠缠态生成方法。本发明的量子纠缠光源包括由多个波导谐振环排成二维阵列、马赫曾德尔干涉仪；二维阵列中的波导谐振环称为主环，其中任意两相邻主环之间均通过一个连接环进行倏逝波耦合连接，使得二维阵列满足反常弗洛凯拓扑绝缘体，连接环为波导谐振环；马赫曾德尔干涉仪与二维阵列的边缘上任一主环通过倏逝波耦合连接，用于对输入的泵浦光的分束比和相位进行调制后输入反常弗洛凯拓扑绝缘体，对反常弗洛凯拓扑绝缘体上下两个边界态同时泵浦；其中泵浦光的波长位于反常弗洛凯拓扑绝缘体的拓扑边界态存在的区间内。本发明能够抵抗一定程度的耦合强度误差与相位噪声，保证纠缠态的高保真度与高纯度。
一种拓扑保护量子纠缠光源光子生成方法

[发明专利]一种基于二维拓扑光子晶体奇异点的光学器件及其方法-CN202210247086.2有效
发明人：胡小永;龚旗煌;王晓晓;丁少奇 -专利权人：北京大学
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G02B6/122 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于二维拓扑光子晶体奇异点的光学器件及其方法。本发明的光学器件包括行波模式边界态微腔、驻波模式边界态微腔、输入输出边界态波导、连接边界态波导和输入输出端口；利用二维C6v对称拓扑光子晶体的边界态波导和边界态微腔的不同模式耦合调节使整个光学器件位于奇异点，进而实现光学放大器和光学灵敏传感器的功能；光学器件全部能够通过微纳加工制备，且调节反射率和反射相位的方式简单易得，不需要额外不可集成的结构和实验装置，在片上集成光子器件领域具有巨大的应用前景；由于拓扑光子能带的保护性，该器件具有抗来源于微纳加工精度限制造成的结构局部缺陷和晶格无序影响的鲁棒性。
一种基于二维拓扑光子晶体奇异光学器件及其方法

[发明专利]基于双光子非线性效应的超分辨显微成像系统及成像方法-CN202110540951.8在审
发明人：王树峰;程雪;刘伟;褚赛赛;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-05-18 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明公开了基于双光子非线性效应的超分辨显微成像系统及成像方法。本发明利用双光子非线性效应的阈值在空间自然形成超过衍射极限的激发探针；利用空间光相位调制器控制激光的脉冲宽度，改变瞬时峰值功率，从而动态调整光斑中心的激发探针的尺度；本发明克服了现有超分辨成像技术中一些常见的缺点，不受荧光标记物选择的限制，具有普适性；多参数可调节，具有灵活性；仅需在显微镜外部的激发光路中插入普遍使用的飞秒脉冲整形系统，不改变显微镜激发光的原激发方式，光路简单且无需对原有的显微镜系统光路进行改造；激发光经过整形系统后峰值功率大大降低，因此不会对样品造成光损伤或者光漂白，适合于长时间曝光成像以及活细胞成像。
基于光子非线性效应分辨显微成像系统方法

[发明专利]基于光频梳的片上微腔超声并行传感装置及方法-CN202110797403.3有效
发明人：肖云峰;杨起帆;孟家伟;唐水晶;劳成昊;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于光频梳的片上微腔超声并行传感装置及方法，所述装置包括相干光频梳一、相干光频梳二、耦合器件、微腔阵列、合束器、光电探测器以及频谱分析仪；其中所述相干光频梳一用于提供信号光梳；所述相干光频梳二用于提供参考光梳，所述参考光梳具有与所述信号光梳不同的重频；所述耦合器件用于引导光梳传播；所述微腔阵列用于接收超声信号，并基于所述超声信号改变光梳的光强度；所述合束器用于将不同重频的光梳汇合，实现拍频处理；所述光电探测器用于接收光信号，并将所述光信号转换为电信号；所述频谱分析仪用于对所述电信号进行分析。本发明具有尺寸小、灵敏度高并能够实现基于空间的并行传感的优点。
基于光频梳片上微腔超声并行传感装置方法

[发明专利]基于光动力治疗的可视化监测系统及方法-CN202210283932.6有效
发明人：施可彬;杨燕青;马睿;高翔;曹玉华;杨宏;龚旗煌 -专利权人：北京大学长三角光电科学研究院
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01N21/47 文献下载
摘要：本发明提供一种基于光动力治疗的可视化监测系统及方法，系统包括：样品池模块，用于放置待测样品并为待测样品提供监测环境；光源模块，用于为样品池模块提供光源；成像模块，用于监测光源模块在开启和关闭时的待测样品的结构变化，还用于定位样品池模块中造影剂的聚集位点以及光敏剂的聚集和作用位点。本发明实现对光动力治疗过程的可视化监测，该监测手段无需对样品进行染色，属于非标记成像范畴；成像激光功率极低及非标记的手段有效降低了成像过程中的光毒性，避免了对光动力治疗实际生理过程造成的影响。相对于已有的成像监测手段，本发明还无需对样品进行复杂的前处理，实现样品自由。
基于动力治疗可视化监测系统方法

[发明专利]一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法-CN202210046762.X有效
发明人：朱瑞;吴疆;李纯盛;龚旗煌 -专利权人：北京大学长三角光电科学研究院
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： H01L31/043 文献下载
摘要：本发明公开了一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明将第一太阳能电池单元叠设在第二太阳能电池单元上，第一太阳能电池单元从下至上依次包括柔性透明衬底、第一透明导电电极层、第一载流子传输层、钙钛矿活性层、第二载流子传输层和第二透明导电电极层；第一透明导电电极层采用金属网格或透明导电氧化物；本发明具有超轻超薄易覆盖的优点，每平方米重量不到10 g，能够简单地覆盖在任意底层电池之上，能够彻底解决四端叠层太阳能电池重量过重以及上下层之间装配复杂等问题；采用聚酰亚胺PI薄膜作为柔性基底，在保留其稳定的物化性质，简易的制备方法外，还能很好地回避PI薄膜对波长500 nm以蓝的光不透明的缺陷。
一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

[发明专利]基于金属纳米间隙表面等离激元本征辐射的折射率传感器-CN202110727792.2有效
发明人：吕国伟;张威东;叶璐璐;林海;唐靖霖;龚旗煌 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01N21/01 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于金属纳米间隙表面等离激元本征辐射的折射率传感器，涉及光学传感技术领域，包括光学测量装置和折射率传感元件；折射率传感元件包括衬底、生长在衬底上的金属薄膜层、生长在金属薄膜层上的介质薄膜层、以及固定在介质薄膜层上的金属纳米颗粒结构；在外界光源照射在折射率传感元件上时，金属纳米颗粒结构的局域表面等离激元与金属薄膜层中的自由电子耦合，形成间隙表面等离激元。间隙表面等离激元具有更高电磁场能量局域热点，有着更好的传感能力和更强的空间分辨能力，故应用于光学测量装置后可收集的荧光辐射光谱信号的强度增加。因此，本发明具有灵敏度高、信号强度强等优点，进而可以准确测量环境折射率。
基于金属纳米间隙表面离激元辐射折射率传感器

[发明专利]微型反射镜阵列加工方法及系统-CN202210860109.7在审
发明人：施可彬;高翔;马睿;杨燕青;李艳莉;贺心雨;王艳丹;耿乐;冯邱锴;杨宏;龚旗煌 -专利权人：北京大学长三角光电科学研究院
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G02B26/08 文献下载
摘要：本发明涉及微型反射镜阵列器件加工技术领域，提供一种微型反射镜阵列加工方法及系统，其中微型反射镜阵列加工方法包括：发射第一光束；控制第一光束的照射方向，并调整第一光束的焦点对准在待加工样品上，以使待加工样品的被照射位置发生特性变化，特性变化包括折射率的变化和光化学反应；根据预设轨迹参数控制第一光束的焦点与待加工样品周期性相对移动，以在待加工样品上形成多个微型反射镜结构，形成微型反射镜阵列；该加工方法制备方法简单，能够灵活地调整第一光束焦点与待加工样品之间的相对位置改变微型反射镜阵列的几何参数，无需依赖掩膜版，简化了制备步骤，以适应不同条件下的应用。
微型反射阵列加工方法系统

[发明专利]一种基于光学片上超表面的光子衍射神经元及其实现方法-CN202210512926.3在审
发明人：胡小永;龚旗煌;廖琨;戴天翔 -专利权人：北京大学
申请日： 2022-05-12 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G06N3/067 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光学片上超表面的光子衍射神经元及其实现方法。本发明在介质基板上紧贴靠近输入波导的位置设置多个优化区域，在优化区域内形成各个散射元，采用优化器以梯度下降的优化方式对神经元构成的神经网络在计算机上进行训练，采用拓扑优化的密度惩罚算法对优化区域内的材料的折射率分布进行计算，通过反向设计方法得到优化区域内的散射元的位置和形状，从而在介质基板上的优化区域内形成散射元构成光学片上超表面结构；本发明通过将片上波导与光学片上超表面结构相结合，实现了高度集成的多输入多输出新型光子衍射神经元结构，解决了光学神经网络中参数密度低的问题，扩展了光学神经网络的功能，为大规模光学神经网络提供了可能。
一种基于光学片上超表面光子衍射神经元及其实现方法

[发明专利]一种光学神经网络全光非线性激活层及其实现方法-CN202110313253.4有效
发明人：胡小永;龚旗煌;廖琨;戴天翔 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-03-24 - 公布日： 2022-07-26 - 主分类号： G02F1/21 文献下载
摘要：本发明公开了一种光学神经网络全光非线性激活层及其实现方法。本发明通过将MZI波导构型与石墨烯异质增强的Bi2Te3非线性材料相结合，利用片上波导结构设计进一步放大石墨烯异质增强的Bi2Te3材料的非线性响应，完成了片上集成非线性激活层的设计，实现了片上集成波导中进行光学非线性计算，解决了光学非线性材料非线性程度较弱的问题，扩展了光学神经网络的功能，为多层纯光学神经网络的使用提供了可能；本发明提出的光学非线性激活层不仅能够用于片上集成光学神经网络，还能够用于其他集成光学信号处理平台中需要使用非线性计算的场景，且响应速度极快，能够满足低能耗高速计算的需求。
一种光学神经网络非线性激活及其实现方法

[发明专利]一种基于拓扑边界态的全光数字逻辑器件及其实现方法-CN202210275444.0在审
发明人：胡小永;龚旗煌;闫秋辰;李冲;马睿 -专利权人：北京大学
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于拓扑边界态的全光数字逻辑器件及其实现方法。本发明采用一维的α构型拓扑光子晶体和β构型拓扑光子晶体，实现局域边界态，具有整体的拓扑保护特性，并对杂质或缺陷的不敏感性，即鲁棒性，这将大大提升器件的传输性能；利用超快响应的非线性材料形成缺陷腔，以泵浦光的有无作为输入，改变α构型和β构型拓扑光子晶体的等效折射率，从而改变α构型和β构型拓扑光子晶体的状态，以二者拼接处有无光场作为输出信号，从而实现全光数字逻辑器件的运算功能；本发明通过拓扑边界态实现了具有鲁棒性的逻辑转化，具有拓扑保护的功能，大大降低了光损耗；通过非线性全光效应大大减少了逻辑运算的时间，有利于大规模的片上集成。
一种基于拓扑边界数字逻辑器件及其实现方法