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一、背景介紹高功率光纖激光器憑借其轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、光束質(zhì)量好以及結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工、****、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等各個(gè)研究領(lǐng)域，極大推動了人類社會發(fā)展。目前，光纖激光器在1µm波段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了20kW連續(xù)激光單纖輸出，通過光束合成技術(shù)已經(jīng)突破200kW激光輸出。在輸出激光脈寬方面，光纖激光器通過調(diào)Q、鎖模技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)從準(zhǔn)連續(xù)到飛秒全覆蓋，其中皮秒、飛秒光纖激光器峰值功率可以達(dá)到GW量級。在輸出波長方面，通過選用不同的稀土離子摻雜光纖以及光與物...

封面展示了原子尺度下激光與材料的相互作用過程。基于飛秒激光直寫的原子制造過程主要通過表層原子修正實(shí)現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)的加工。封面強(qiáng)調(diào)了脈沖激光在原子及近原子尺度制造（ACSM）領(lǐng)域展現(xiàn)出的獨(dú)特性能優(yōu)勢。通過對光與物質(zhì)相互作用過程的原子級建模與仿真，有效研究了表層原子結(jié)構(gòu)在不同激光能量下的動力學(xué)響應(yīng)。這些工作為推動飛秒激光在原子制造領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。一、研究背景面向制造3.0時(shí)代的原子級制造技術(shù)發(fā)展迅速，催生了基于飛秒激光的非接觸式加工方案。相比之下，二維材料通過激光燒蝕可以直...

封面展現(xiàn)了脈沖單頻光纖放大器的典型結(jié)構(gòu)，通過對窄線寬、低功率的單頻脈沖種子源進(jìn)行多級放大，采取多種技術(shù)手段克服激光放大過程中的受激布里淵散射、自相位調(diào)制等非線性效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)脈沖單頻激光功率、能量的提升。全光纖脈沖單頻光纖放大器具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)集成度高的應(yīng)用優(yōu)勢，結(jié)合激光自身高功率/能量、窄線寬的特點(diǎn)，在激光雷達(dá)、遙感等相干探測領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。一、背景介紹高功率和高能量脈沖單頻激光源在相干激光雷達(dá)、遙感以及光譜分析等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。以相干測風(fēng)雷達(dá)為例，隨著航空、氣象...

1、背景介紹在現(xiàn)代信息技術(shù)和光電子學(xué)領(lǐng)域，探索新型物理效應(yīng)及其應(yīng)用成為推動科技進(jìn)步的關(guān)鍵動力。在摩爾定律逼近物理極限背景下，探索突破傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料限制的新型材料和技術(shù)尤為重要。激子作為電中性、類氫型玻色子準(zhǔn)粒子，有望結(jié)合電子和光子優(yōu)勢，促進(jìn)光電系統(tǒng)互連，在下一代光電子學(xué)器件中展現(xiàn)巨大潛力。由于量子限域效應(yīng)、介電屏蔽作用減弱，二維TMDs半導(dǎo)體中的激子具有納米級的玻爾半徑和高束縛能（高達(dá)500meV），使激子器件集成、室溫操控激子等成為可能，并且反演對稱破缺和自旋軌道耦合導(dǎo)致二...

一、背景介紹隨著激光技術(shù)的發(fā)展，人們對激光腔的理解不斷深入，激光器的控制技術(shù)也日益成熟，引發(fā)了對多模激光器的研究熱潮。多模激光器打破了傳統(tǒng)單一模式的限制，提供了更豐富的物理現(xiàn)象，并拓展了激光器的應(yīng)用場景。那么，什么是多模激光器呢？搞清楚這個(gè)問題首先需要理解什么是激光的模式。本文所探討的橫模主要基于激光的空間相干性進(jìn)行定義：達(dá)到穩(wěn)定振蕩后，激光光場中彼此相干的空間點(diǎn)屬于同一橫模，互不相干的空間點(diǎn)屬于不同的橫模。不同的激光器結(jié)構(gòu)具有不同的本征橫模，例如傳統(tǒng)圓形鏡、方形鏡球面腔分別...

一、研究背景單晶金剛石因其高硬度、高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)等特性，在紫外（~225nm）到太赫茲（THz）頻率，甚至微波區(qū)域（~8000μm），具有低群速度色散和高透過率，廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、集成光子學(xué)器件、精密光學(xué)元件組、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。金剛石表面微納結(jié)構(gòu)的高效率、高精度制備，成為制約金剛石功能器件商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。超快激光因其超高的峰值功率，可以精準(zhǔn)控制材料的光能吸收，具有加工精度高、熱效應(yīng)小、環(huán)境要求低等優(yōu)勢，是加工金剛石微結(jié)構(gòu)的理想工具。采用常規(guī)激光加工技...

封面展現(xiàn)了多光譜成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。將皮膚鱗癌中的細(xì)胞視作星系，利用精細(xì)的多光譜成像，觀察這些“星系”間的相互作用及演變過程。在該技術(shù)中，細(xì)胞被藝術(shù)化為星系和恒星，并被置于廣闊的宇宙背景中，以此強(qiáng)調(diào)腫瘤細(xì)胞在微環(huán)境中的復(fù)雜性，以及它們與星系動態(tài)的相似性。多彩的光束代表不同的光譜范圍，每種顏色對應(yīng)揭示了組織中特定的生物標(biāo)志物或病理狀態(tài)。這種視覺呈現(xiàn)使我們能夠清晰地區(qū)分正常與癌變細(xì)胞間的差異，類似于天文學(xué)家通過光譜來識別不同的天體。該方法為病理學(xué)研究提供了新思路，展示了科...

一、背景介紹飛秒激光3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的二十多年里，基于雙光子聚合原理實(shí)現(xiàn)的百納米級打印分辨率及強(qiáng)大的三維成型能力使之順利地應(yīng)用到了微機(jī)械、微光學(xué)、微電子、生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。利用光刻膠共混無機(jī)功能材料等手段，還可以實(shí)現(xiàn)含有金屬、半導(dǎo)體、介電、玻璃等無機(jī)功能組分的精細(xì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步拓展了其功能化應(yīng)用。然而依賴于聚合物骨架的三維結(jié)構(gòu)影響了電學(xué)連通及光學(xué)性質(zhì)，通過熱處理等手段去除有機(jī)部分后不可避免會產(chǎn)生缺陷等結(jié)構(gòu)性破壞，這些問題阻礙了飛秒激光3D打印應(yīng)用于高性能功能器件制造。近年來，...