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一、背景介紹2023年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)表彰了極紫外高次諧波產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)利用阿秒（1018分之一秒）量級(jí)時(shí)間寬度的極紫外激光脈沖研究各類物質(zhì)中的電子運(yùn)動(dòng)，具有劃時(shí)代的科學(xué)意義。除了前沿科學(xué)應(yīng)用，高次諧波作為一種時(shí)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(shì)。因此，高次諧波光源有望在材料譜學(xué)分析、生物細(xì)胞和化學(xué)分子成像、半導(dǎo)體芯片量測(cè)檢測(cè)等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。極紫外高次諧波光源的工業(yè)應(yīng)用需要在單位時(shí)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(guò)將注入電流的區(qū)域分割成多個(gè)區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)載流子分布的均勻化，進(jìn)而有效抑制空間燒孔效應(yīng)。該器件的近場(chǎng)分布均勻且明亮，遠(yuǎn)場(chǎng)呈高斯分布，滿足了光通信、3D傳感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域?qū)Ω吖β矢吖馐|(zhì)量半導(dǎo)體激光源的需求，進(jìn)一步拓展了VCSEL在智能設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。此外，多環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)無(wú)需引入微透鏡、表面光柵等外部結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了制備過(guò)程，為實(shí)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...

研究背景飛秒光頻梳在時(shí)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(shí)現(xiàn)原子鐘精度的絕對(duì)頻率測(cè)量，是天然的時(shí)頻基準(zhǔn)。飛秒光頻梳在精密測(cè)量、光譜學(xué)、冷原子等相關(guān)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用意義。目前，在中紅外波段，飛秒光頻梳為精密光譜學(xué)帶來(lái)一套新的工具，可用于二氧化碳、氨氣等特殊氣體檢測(cè)。此外，對(duì)分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的透徹理解通常涉及到寬頻率范圍內(nèi)的詳細(xì)光譜分析。借助中紅外光頻梳，也可以在大動(dòng)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(shí)間分辨研究微觀超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了可能，推動(dòng)了人們對(duì)光與物質(zhì)相互作用的理解。微觀范疇內(nèi)，分子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程時(shí)間尺度在皮秒量級(jí)，分子振動(dòng)過(guò)程時(shí)間尺度在飛秒量級(jí)。而原子、分子、固體中電子運(yùn)動(dòng)時(shí)間尺度為阿秒量級(jí)，需要阿秒寬度的超短脈沖對(duì)其進(jìn)行測(cè)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(gè)阿秒脈沖，標(biāo)志著超快研究進(jìn)入阿秒領(lǐng)域。其后20多年...

一、背景介紹光學(xué)技術(shù)具有非電離輻射、高分辨率、高對(duì)比度和對(duì)生物組織異變高度靈敏等特性，在生物醫(yī)學(xué)中扮演著越來(lái)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(xué)折射率分布不均，光在生物組織中的傳播會(huì)受到很強(qiáng)的散射影響，導(dǎo)致了純光學(xué)技術(shù)的穿透深度和空間分辨率“魚(yú)和熊掌不可兼得”；高分辨率光學(xué)成像應(yīng)用僅限于樣品淺表層，當(dāng)成像深度增加時(shí)分辨率急劇下降。如何實(shí)現(xiàn)光在深層生物組織里的高分辨率成像或應(yīng)用，是人們期盼已久的目標(biāo)。香港理工大學(xué)賴...

一、研究背景隨著半導(dǎo)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(jìn)一步提升。在采用193nm光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)32nm甚至22nm節(jié)點(diǎn)后，光刻技術(shù)的發(fā)展遇到了瓶頸。為了進(jìn)一步減小芯片的特征尺寸，采用更短波長(zhǎng)的極紫外（EUV）光刻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。EUV光刻目前采用13.5nm（2%帶寬）波長(zhǎng)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(zhǎng)。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(dǎo)放電等離子體（LDP...

一、背景介紹光量子精密測(cè)量作為當(dāng)代量子力學(xué)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，一直以來(lái)備受關(guān)注。量子精密測(cè)量旨在利用量子資源提高物理系統(tǒng)中未知參數(shù)的測(cè)量精度，為基礎(chǔ)科學(xué)研究和實(shí)際工程應(yīng)用帶來(lái)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(shí)間長(zhǎng)、不易受到環(huán)境干擾等優(yōu)勢(shì)，因此在光量子精密測(cè)量中扮演著重要角色。近年來(lái)，光量子精密測(cè)量領(lǐng)域取得了令人矚目的進(jìn)展，為光子系統(tǒng)的高精度測(cè)量和傳感應(yīng)用提供了新的可能性。該綜述重點(diǎn)介紹光量子精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展，并展望未來(lái)的發(fā)展方向。二、量子精密測(cè)量的...