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·背景介紹·在制造、極紫外光刻、阿秒科學(xué)等前沿領(lǐng)域，科學(xué)家和工程師對激光器提出了的綜合性能要求——高平均功率、高峰值功率與高光束質(zhì)量。這“三高”指標(biāo)往往相互制約，難以兼顧，因此被稱為激光技術(shù)性能的“三角挑戰(zhàn)”；突破這一瓶頸的“三高”激光器，正是驅(qū)動(dòng)裝備發(fā)展的“光之引擎”。固體激光器因結(jié)構(gòu)緊湊、技術(shù)成熟，長期以來是實(shí)現(xiàn)高峰值功率的主力。其中，棒狀增益介質(zhì)（如Nd:YAG、Nd:YVO?）因成本低、易于加工，被廣泛應(yīng)用。然而，隨著泵浦功率不斷提升，熱效應(yīng)成為大“攔路虎”——泵浦光...

研究背景輕量化、低成本、高靈敏度的直接X射線探測器對于下一代便攜成像、可穿戴監(jiān)測及低劑量醫(yī)學(xué)診斷至關(guān)重要。傳統(tǒng)高性能探測器通常采用厚單晶活性層來提升靈敏度，但這導(dǎo)致器件體積增大、暗電流升高，并與柔性、便攜電子系統(tǒng)的集成復(fù)雜化。盡管鈣鈦礦單晶因其優(yōu)異的吸收性能和長載流子壽命受到關(guān)注，但離子遷移、暗電流漂移及環(huán)境不穩(wěn)定性等問題仍制約其實(shí)際應(yīng)用。有機(jī)半導(dǎo)體具有機(jī)械柔性、低溫溶液可加工性、生物相容性及組織等效原子序數(shù)等優(yōu)勢，但歷上基于有機(jī)材料的X射線探測器遷移率低（圖1.設(shè)計(jì)原理與范...

一片微小的芯片上，竟能實(shí)現(xiàn)堪比光纖的超低損耗——這項(xiàng)突破正將光子計(jì)算、量子傳感等前沿技術(shù)推向全新高度。近年來，光子集成電路在通信波段已取得顯著進(jìn)展，然而在波長更短的可見光與近紅外波段，材料吸收與散射損耗卻急劇上升，嚴(yán)重制約了其在光鐘、量子計(jì)算、生物成像等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。2026年1月7日，《自然》雜志刊發(fā)一項(xiàng)重要研究，來自加州理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種基于鍺硅酸鹽的超低損耗光子集成平臺，次在紫光至通信波段實(shí)現(xiàn)片上光纖級光學(xué)損耗，為可見光集成光子學(xué)打開了全新可能。0...

研究背景量子級聯(lián)激光器（QCL）是一種基于單極性載流子躍遷的紅外半導(dǎo)體激光器，其發(fā)光機(jī)制源于電子在量子級聯(lián)結(jié)構(gòu)子帶間的躍遷。這種激光器憑借其獨(dú)特的發(fā)光波長覆蓋中遠(yuǎn)紅外波段的特性，在痕量氣體檢測、自由空間光通信、紅外對抗等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。長期以來，分子束外延（MBE）技術(shù)憑借其在生長參數(shù)控制精度和界面陡峭度方面的優(yōu)勢，成為QCL生長的技術(shù)。2020年，國外研究團(tuán)隊(duì)基于MBE技術(shù)制備的QCL單管器件達(dá)到了室溫連續(xù)輸出功率5.6W的業(yè)界高水平。然而，MBE技術(shù)受限于高昂的...

光頻梳由一系列相位相干、頻率間隔均勻的譜線構(gòu)成，在時(shí)間域中對應(yīng)周期性的強(qiáng)度脈動(dòng)，已廣泛應(yīng)用于精密計(jì)量、光通信和光學(xué)傳感等領(lǐng)域。根據(jù)相位演化特性，光頻梳可分為幅度調(diào)制（AM）梳和頻率調(diào)制（FM）梳，前者具有固定的相鄰梳線相位差，后者則表現(xiàn)為周期性的頻率調(diào)制。相較于Kerr梳、電光梳和二階非線性梳等集成方案，半導(dǎo)體被動(dòng)鎖模激光器因結(jié)構(gòu)緊湊、可電泵浦等優(yōu)勢，成為實(shí)現(xiàn)片上光頻梳的重要方案。研究內(nèi)容相較于傳統(tǒng)量子阱激光器，量子點(diǎn)激光器在抗反饋性能和相位穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢，其諧振反饋...

無線通信需求的迅速增長，亟需寬帶、高能效的光子亞太赫茲輻射源，以實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸。然而，作為太赫茲光混頻的關(guān)鍵器件，光電二極管photodiodes，PD在帶寬與量子效率之間存在固有權(quán)衡，成為實(shí)現(xiàn)高速度與高光電轉(zhuǎn)換效率并存的主要障礙。近日，上海科技大學(xué)陳佰樂團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)余建軍團(tuán)隊(duì)在NaturePhotonics上發(fā)文，通過研制一種基于磷化銦InP波導(dǎo)集成改進(jìn)型單載流子傳輸光電二極管MUTC-PD，成功突破這一限制，器件帶寬超過200GHz，帶寬–效率積BEP超過130G...

一、背景介紹超快光纖激光在先進(jìn)制造、生物醫(yī)療、高次諧波產(chǎn)生等工業(yè)和前沿科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)是獲得高功率/高能量超快激光的重要手段。隨著包層泵浦技術(shù)及大模場面積（LMA）光纖的發(fā)展，光纖CPA技術(shù)進(jìn)展迅速，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平均功率千瓦級以及單脈沖能量mJ級的超快激光輸出。盡管CPA技術(shù)極大地推動(dòng)了超快光纖激光的發(fā)展，但其性能進(jìn)一步提升仍面臨多重技術(shù)瓶頸，脈沖放大過程中的非線性相移累積、模式不穩(wěn)定效應(yīng)、系統(tǒng)的色散失配及增益窄化效應(yīng)等因素對脈沖激光性能優(yōu)...

本封面的核心元素是兩段空芯光纖，分別代表了兩種工作原理的HCFGL。空芯結(jié)構(gòu)提供了光與氣體介質(zhì)相互作用的理想環(huán)境，周圍的CO?、HBr等分子是光纖內(nèi)的增益氣體，基于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)原理可實(shí)現(xiàn)3.1~4.8μm中紅外波段的激光輸出；文字“Visibletomid-IR”則體現(xiàn)基于受激拉曼散原理實(shí)現(xiàn)寬波段輸出的能力。封面所展示的技術(shù)結(jié)合了光纖激光器和氣體激光器的優(yōu)點(diǎn)。1.背景介紹光纖激光器憑借光束質(zhì)量好、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等諸多優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，基于Yb3+、Er3+、Tm3+三...