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一、背景介紹2023年，諾貝爾物理學獎表彰了極紫外高次諧波產(chǎn)生的實驗技術(shù)，實現(xiàn)利用阿秒（1018分之一秒）量級時間寬度的極紫外激光脈沖研究各類物質(zhì)中的電子運動，具有劃時代的科學意義。除了前沿科學應用，高次諧波作為一種時空相干、定向性好、發(fā)射亮度高、寬光譜范圍便于調(diào)諧的桌面型極紫外光源，相比等離子體光源和同步輻射光源具有明顯的成本優(yōu)勢。因此，高次諧波光源有望在材料譜學分析、生物細胞和化學分子成像、半導體芯片量測檢測等領(lǐng)域取得廣泛應用。極紫外高次諧波光源的工業(yè)應用需要在單位時間內(nèi)...

封面展示了具有多環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的大孔徑垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。通過將注入電流的區(qū)域分割成多個區(qū)域，可實現(xiàn)載流子分布的均勻化，進而有效抑制空間燒孔效應。該器件的近場分布均勻且明亮，遠場呈高斯分布，滿足了光通信、3D傳感、激光雷達等領(lǐng)域?qū)Ω吖β矢吖馐|(zhì)量半導體激光源的需求，進一步拓展了VCSEL在智能設(shè)備領(lǐng)域中的應用范圍。此外，多環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計無需引入微透鏡、表面光柵等外部結(jié)構(gòu)，簡化了制備過程，為實現(xiàn)高光束質(zhì)量高功率的VCSEL提供了新的技術(shù)路徑。一研究背景垂直腔面發(fā)射激...

受凝聚態(tài)拓撲啟發(fā)，光子拓撲絕緣體憑借其獨特的光學特性（如具有單向傳輸?shù)氖中赃吔鐟B(tài)）和豐富新奇的物理現(xiàn)象受到廣泛關(guān)注。超快激光直寫技術(shù)具有高精度的快速三維微納加工能力，可以在玻璃內(nèi)部形成波導結(jié)構(gòu)，是研究和實現(xiàn)光子拓撲絕緣體的重要手段，近年來實現(xiàn)了高階拓撲絕緣體、弗洛凱（Floquet）拓撲絕緣體、非厄米拓撲、非線性拓撲、拓撲泵浦、量子拓撲保護等新型拓撲模型和應用，極大地促進了拓撲光子學的研究進展，并為片上集成光子芯片帶來了新的機遇。之江實驗室譚德志研究員團隊綜述了最新拓撲光子學...

研究背景飛秒光頻梳在時域上由相同間距的超短脈沖串構(gòu)成，頻域上由一系列離散、等間距且具有穩(wěn)定相位關(guān)系的頻率分量組成，可以實現(xiàn)原子鐘精度的絕對頻率測量，是天然的時頻基準。飛秒光頻梳在精密測量、光譜學、冷原子等相關(guān)領(lǐng)域中有著重要的應用意義。目前，在中紅外波段，飛秒光頻梳為精密光譜學帶來一套新的工具，可用于二氧化碳、氨氣等特殊氣體檢測。此外，對分子結(jié)構(gòu)和動力學的透徹理解通常涉及到寬頻率范圍內(nèi)的詳細光譜分析。借助中紅外光頻梳，也可以在大動態(tài)范圍內(nèi)精確研究分子樣品的組成變化。創(chuàng)新工作天津...

一、研究背景超短脈沖的出現(xiàn)，為人們以高時間分辨研究微觀超快動力學過程提供了可能，推動了人們對光與物質(zhì)相互作用的理解。微觀范疇內(nèi)，分子轉(zhuǎn)動過程時間尺度在皮秒量級，分子振動過程時間尺度在飛秒量級。而原子、分子、固體中電子運動時間尺度為阿秒量級，需要阿秒寬度的超短脈沖對其進行測量和研究。2001年，P.Agostini小組產(chǎn)生了脈沖寬度250as的13~19階高次諧波的阿秒脈沖串。同年，F(xiàn).Krausz小組得到了脈寬650as的單個阿秒脈沖，標志著超快研究進入阿秒領(lǐng)域。其后20多年...

一、背景介紹光學技術(shù)具有非電離輻射、高分辨率、高對比度和對生物組織異變高度靈敏等特性，在生物醫(yī)學中扮演著越來越重要的角色，非常適用于生物組織的研究，包括成像、傳感、治療、刺激以及控制等等。然而由于生物組中光學折射率分布不均，光在生物組織中的傳播會受到很強的散射影響，導致了純光學技術(shù)的穿透深度和空間分辨率“魚和熊掌不可兼得”；高分辨率光學成像應用僅限于樣品淺表層，當成像深度增加時分辨率急劇下降。如何實現(xiàn)光在深層生物組織里的高分辨率成像或應用，是人們期盼已久的目標。香港理工大學賴...

一、研究背景隨著半導體工業(yè)的發(fā)展，光刻分辨率限制了極大規(guī)模集成電路制造集成度的進一步提升。在采用193nm光刻技術(shù)實現(xiàn)32nm甚至22nm節(jié)點后，光刻技術(shù)的發(fā)展遇到了瓶頸。為了進一步減小芯片的特征尺寸，采用更短波長的極紫外（EUV）光刻技術(shù)應運而生。EUV光刻目前采用13.5nm（2%帶寬）波長極紫外光作為曝光光源，這是綜合考慮靶材利用率、光譜純度、極紫外轉(zhuǎn)化效率等因素最終選定的波長。其中，錫已經(jīng)成為EUV光源最主要的靶材。激光等離子體（LPP）和激光誘導放電等離子體（LDP...

一、背景介紹光量子精密測量作為當代量子力學的重要應用領(lǐng)域之一，一直以來備受關(guān)注。量子精密測量旨在利用量子資源提高物理系統(tǒng)中未知參數(shù)的測量精度，為基礎(chǔ)科學研究和實際工程應用帶來重要突破。光子系統(tǒng)作為量子信息處理的理想載體，具有相干時間長、不易受到環(huán)境干擾等優(yōu)勢，因此在光量子精密測量中扮演著重要角色。近年來，光量子精密測量領(lǐng)域取得了令人矚目的進展，為光子系統(tǒng)的高精度測量和傳感應用提供了新的可能性。該綜述重點介紹光量子精密測量的關(guān)鍵技術(shù)進展，并展望未來的發(fā)展方向。二、量子精密測量的...