激光器在信息通信、智能制造等关键技术中发挥着核心作用。然而,传统半导体激光器尽管结构紧凑、效率高,却面临品质因子(Quality Factor,简称Q值)有限、光束质量较差及难以实现特殊光场等瓶颈。连续域中束缚态(Bound States in the Cont...激光器在信息通信、智能制造等关键技术中发挥着核心作用。然而,传统半导体激光器尽管结构紧凑、效率高,却面临品质因子(Quality Factor,简称Q值)有限、光束质量较差及难以实现特殊光场等瓶颈。连续域中束缚态(Bound States in the Continuum,BIC)是一种存在于辐射连续谱中的局域模态,因其与辐射通道完全解耦,可实现能量完全局域化,理论上具备无限大的Q值。基于BIC的激光器兼具高Q值与高局域化效应,能有效降低激光阈值,并显著抑制多模竞争从而输出高纯度单模激光。当前研究聚焦于通过结构设计提升BIC模式的稳定性与耦合效率,并探索其在集成光子学、拓扑激光器等前沿方向的应用。未来,BIC激光器有望在片上集成、主动调控等方面取得突破,推动高性能激光技术的发展。展开更多
当前美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)对后量子密码(Post-Quantum Cryptography,PQC)标准化方案的评估已进入第四轮,位翻转密钥封装(Bit Flipping Key Encapsulation,BIKE)协议是目前被...当前美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)对后量子密码(Post-Quantum Cryptography,PQC)标准化方案的评估已进入第四轮,位翻转密钥封装(Bit Flipping Key Encapsulation,BIKE)协议是目前被评估的四个候选方案之一.在BIKE的密钥生成算法中,多项式乘法作为众多密码系统中特别耗时的操作之一,耗费了大量的时间和面积资源.针对此问题,本文设计了一种基于Karatsuba算法(Karatsuba Algorithm,KA)的无交叠多项式乘法器,可高效实现万级比特位宽的多项式乘法,具有低时延、高性能和面积小的特点.同时,本文将该优化乘法器应用于BIKE密钥生成算法中,并基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)对其进行硬件架构实现,改进了原有的紧凑多项式乘法和多项式求逆算法.本文提出的乘法器通过采用不同的操作数位宽,可适应对面积和延时的不同需求.与BIKE原本的设计相比,改进的设计使密钥生成模块的延时减小了36.54%,面积延迟积(Area Delay Production,ADP)减小了10.4%.展开更多
文摘激光器在信息通信、智能制造等关键技术中发挥着核心作用。然而,传统半导体激光器尽管结构紧凑、效率高,却面临品质因子(Quality Factor,简称Q值)有限、光束质量较差及难以实现特殊光场等瓶颈。连续域中束缚态(Bound States in the Continuum,BIC)是一种存在于辐射连续谱中的局域模态,因其与辐射通道完全解耦,可实现能量完全局域化,理论上具备无限大的Q值。基于BIC的激光器兼具高Q值与高局域化效应,能有效降低激光阈值,并显著抑制多模竞争从而输出高纯度单模激光。当前研究聚焦于通过结构设计提升BIC模式的稳定性与耦合效率,并探索其在集成光子学、拓扑激光器等前沿方向的应用。未来,BIC激光器有望在片上集成、主动调控等方面取得突破,推动高性能激光技术的发展。
