Integrated-photonics microchips now enable a range of advanced functionalities for high-coherence applications such as data transmission, highly optimized physical sensors, and harnessing quantum states, but with cost, efficiency, and portability much beyond tabletop experiments. Through high-volume semiconductor processing built around advanced materials there exists an opportunity for integrated devices to impact applications cutting across disciplines of basic science and technology. Here we show how to synthesize the absolute frequency of a lightwave signal, using integrated photonics to implement lasers, system interconnects, and nonlinear frequency comb generation. The laser frequency output of our synthesizer is programmed by a microwave clock across 4 THz near 1550 nm with 1 Hz resolution and traceability to the SI second. This is accomplished with a heterogeneously integrated III/V-Si tunable laser, which is guided by dual dissipative-Kerr-soliton frequency combs fabricated on silicon chips. Through out-of-loop measurements of the phase-coherent, microwave-to-optical link, we verify that the fractional-frequency instability of the integrated photonics synthesizer matches the $7.0*10^{-13}$ reference-clock instability for a 1 second acquisition, and constrain any synthesis error to $7.7*10^{-15}$ while stepping the synthesizer across the telecommunication C band. Any application of an optical frequency source would be enabled by the precision optical synthesis presented here. Building on the ubiquitous capability in the microwave domain, our results demonstrate a first path to synthesis with integrated photonics, leveraging low-cost, low-power, and compact features that will be critical for its widespread use.

Laboratory optical atomic clocks achieve remarkable accuracy (now counted to 18 digits or more), opening possibilities for exploring fundamental physics and enabling new measurements. However, their size and the use of bulk components prevent them from being more widely adopted in applications that require precision timing. By leveraging silicon-chip photonics for integration and to reduce component size and complexity, we demonstrate a compact optical-clock architecture. Here a semiconductor laser is stabilized to an optical transition in a microfabricated rubidium vapor cell, and a pair of interlocked Kerr-microresonator frequency combs provide fully coherent optical division of the clock laser to generate an electronic 22 GHz clock signal with a fractional frequency instability of one part in 1013. These results demonstrate key concepts of how to use silicon-chip devices in future portable and ultraprecise optical clocks.

Kerr nonlinear microcavities have garnered significant interest owing to their rich dynamics of nonlinear optical phenomena and compatibility with on-chip photonic integration. Recently, silicon carbide has emerged as a compelling platform due to its unique optical properties. In this study, we demonstrate Raman-assisted and Kerr optical frequency generation in a 4H-silicon carbide-on-insulator microresonator. By pumping the transverse electric (TE 00 ) mode within the device, we observe a stimulated Raman scattering (SRS) Stokes with the Raman shift at approximately 775 cm -1 , achieved with an on-chip power of 350 mW. Furthermore, by red-tuning the TE 00 pump wavelength, we have achieved the coexistence of Raman and Kerr frequency combs. Using another device on the same chip with light variation of the taper we can observe the Raman and Kerr frequency combs within a spectral bandwidth ranging from ∼ 1440 to 1960 nm. The inclusion of the Raman-assisted comb extends the comb’s coverage into longer wavelength regimes, making it highly desirable for spectroscopy applications.

The 3 mm short-gap butt contact has a compact size and simple structure. According to experimental results, its current interruption ability exceeds 12 kA in the 360–800 Hz range, meeting the demands of aviation power systems. Thus, it is feasible to use it as an aviation variable frequency protective device. However, in high current model, the intermediate frequency vacuum arc inside the butt contact exhibits non-uniform pinching, leading to increased pressure and energy inside the arc. This results in a mixed jet of plasma and droplets, which is a significant factor limiting the further improvement of the current interruption ability. To thoroughly investigate the mechanism of non-uniform pinching in short-gap butt contacts without a controlled magnetic field, a dual-temperature magnetohydrodynamic model of the intermediate frequency vacuum arc is established in this paper. The reason for the ion convergence towards the center under the self-generated magnetic field are analyzed from the perspective of Lorentz force. Additionally, the reasons for the changes in arc pressure and temperature near the anode area are analyzed based on the energy exchange between electrons and ions. The conclusions of this paper can provide an important theoretical basis for optimizing aviation vacuum circuit breakers.

Frictional contact between biological tissues is of critical importance in biomechanics and clinical treatment strategies, which is particularly relevant to diarthrodial joints, where articular cartilage surfaces undergo reciprocal contact loading for thousands of cycles per day. Taking the temporomandibular joint (TMJ) as an example, mandibular resection and reconstruction significantly alters the masticatory system and impacts its biomechanical conditions. Clinical evidence indicates that pain is more frequent in the contralateral TMJ after this kind of surgery. However, there has been limited analysis of TMJ biomechanics following reconstructive surgery to date. Therefore, our study aimed to investigate the effects of masticatory muscle loss on stress distribution in the TMJs, determine an optimum loading region to mitigate excessive stress in the contralateral TMJ, and explore how the frictional change influences the biomechanics of the TMJ. The results demonstrate that the loss of masticatory muscles on the ipsilateral side due to resection can increase contact pressure in the contralateral TMJ and that incisor and ipsilateral dental implant occlusal loading generates the most desired stress patterns in the contralateral TMJ. This study reveals that the excessive contact pressure could increase the real contact area in the joint and further cause a transition from fluid film lubrication to solid contact, leading to increased friction and wear. This work sheds some light on asymmetric anatomy and frictional condition changes arising from surgery, which contribute to stress concentration in the contralateral TMJ and may be associated with degenerative changes. These findings hold significant clinical implications for selecting an optimal and patient-specific occlusal loading to mitigate excessive contact pressure and potential damage in the articular joint.

中华民族共同体意识自提出以来，受到各个研究领域的重点关注。本研究从心理学的视角出发，对中华民族共同体意识的概念内涵和与之相关的多元一体格局、民族认同和共同内群体认同模型等理论进行了深刻地剖析和解读。本研究在探讨影响中华民族共同体意识的因素，如情感认同、社会交往和心理距离的同时，也归纳总结了当前中华民族共同体意识研究在研究内容、研究方法以及跨学科整合等方面需要不断完善和改进的地方。基于上述分析，本研究提出了未来的研究方向。在研究内容上，应加强对铸牢中华民族共同体意识心理机制和内在原因的探讨;在研究方法上，应进行定量研究和定性研究的整合;在学科协作上，应进行不同学科间的大力合作，加强对多维数据的综合分析。通过上述途径，构建有中国特色的中华民族共同体意识的理论体系，为推动建设和谐繁荣的祖国做出积极贡献。